Министерство промышленности, науки и технологий
Российской Федерации
Государственное предприятие
"Ульяновский центр микроэлектроники и автоматизации
в машиностроении"
Хозрасчетный отдел НИО-21/ЭОС
Толщиномер оптический
ТО-10А-0,5
Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации.
ЭОСТ 402218.001ПС
Ульяновск
2005 г.
Оглавление
Введение 3
1. Общие положения 4
2. Комплект поставки 5
3. Технические характеристики 6
4. Принцип работы и устройство прибора 7
4.1. Принцип действия толщиномера 7
4.2. Устройство толщиномера 7
5. Указание мер безопасности 8
6. Подготовка к работе и работа толщиномера 9
6.1. Порядок установки 9
6.2. Подготовка к работе 9
6.3. Работа толщиномера 10
6.4. Погрешности толщиномера 10
7. Проверка технического состояния и обслуживание 11
7.1. Измерение параметров 11
7.2. Проверка выхода 4...20 мА 11
7.3. Техническое обслуживание 12
8. Транспортировка и правила хранения 13
9. Свидетельство о приемке 14
10. Гарантийные обязательства 15
Приложение 1. Блок сопряжения. Габаритно-присоединительные размеры 16
Приложение 2. Схема установки толщиномера 17
Приложение 3. Схемы электрические принципиальные, схемы подключения 18
Приложение 3. Ошибки толщиномера 19
Введение
Настоящий паспорт содержит описание устройства и принципа действия толщиномера оптического ТО-10А-0,5 (ЭОСТ 402218.001), далее по тексту толщиномер, а также сведения, необходимые для его правильной эксплуатации и проверки.
Запрещается монтаж и включение датчика без детального ознакомления с настоящим описанием.
При изучении устройства и принципа работы датчика используйте настоящий паспорт, комплект конструкторской документации (схемы электрические принципиальные, схемы электрические подключений и т.п.), а также дополнительную информацию и фирменные информационные материалы на комплектующие.
Толщиномер ТО-10А-0,5 состоит из двух датчиков (измерителей положения лазерных ИПЛ-123/100Ц-0,015) и блока сопряжения.
Устройство и работа ИПЛ-123/100Ц-0,015 подробно описаны в прилагаемой к датчикам эксплуатационной документации, поэтому далее более подробно описывается блок сопряжения и система в целом.
1. Общие положения
Толщиномер оптический ТО-10А-0,5 предназначен для непрерывного преобразования значения толщины плоского листового металла в унифицированный электрический сигнал в системах контроля и управления механизмами агрегатов прокатного производства.
Толщиномер ТО-10А-0,5 относится к категории ремонтопригодных изделий.
Толщиномер предназначен для использования во взрывобезопасных условиях.
По степени защищенности от воздействия пыли и влаги толщиномер имеет исполнение IP-65 по ГОСТ-14254-80.
По устойчивости к воздействию температуры и влажности - группа В3 по ГОСТ 12997-84.
По устойчивости к внешним вибрационным воздействиям толщиномер соответствует исполнению V1 по ГОСТ 12997-84.
По устойчивости к воздействию внешних электрических и магнитных полей по ГОСТ 12997-84.
Условия эксплуатации толщиномера:
Температура окружающей среды, С
|
-15 ... +45
|
Атмосферное давление, кПа
|
84 … 106,7
|
Влажность при +35 С, %, не более
|
80
|
2. Комплект поставки
Обозначение
документа
|
Наименование
|
Кол-во
|
Примечание
|
ЭОСТ 401264.015
|
Измеритель перемещений
лазерный
ИПЛ-123/100Ц-0,015
|
2
|
|
ЭОСТ 421242.009
|
Блок сопряжения
|
1
|
|
|
Кабель соединительный
|
2
|
по заказу
|
|
Розетка кабельная РС10
|
1
|
|
|
Эталон толщины для калибровки прибора
|
1
|
на партию
|
|
Эталон поверочный
|
1
|
на партию
|
|
Вкладыш дистанционный
|
1
|
|
ЭОСТ 401264.015ПС
|
Паспорт ИПЛ-123/100Ц-0,015
|
1
|
на партию до 10 шт.
|
ЭОСТ 402218.001ПС
|
Паспорт ТО-10А-0,5
|
1
|
на партию до 10 шт.
|
3. Технические характеристики
Диапазон измерения толщиномера, мм
|
10
|
Основная погрешность измерения, %, не более
|
0,5
|
Время цикла измерения датчика, мс, не более
|
20
|
Время готовности датчика к работе, мс, не более
|
100
|
Выходной сигнал датчика
|
4…20мА
|
Сопротивление нагрузки, Ом
|
100…1к
(типовое 250)
|
Напряжение питания, В
|
=24 ± 15%
|
Пульсации напряжения питания, %, не более
|
2
|
Мощность, потребляемая толщиномером, ВА, не более
|
17
|
Габаритные размеры блока сопряжения, мм
|
175x130x40
|
Масса блока сопряжения, кг, не более
|
0,8
|
Вариация выходного сигнала (от абсолютного значения основной погрешности), не более
|
0,6
|
Рабочее положение толщиномера
|
любое
|
Режим работы толщиномера
|
непрерывный, длительный
|
Практический срок службы датчика, лет, не менее
|
6
|
Примечание:
Толщиномер не выходит из строя при кратковременном замыкании на общий провод или плюс питания выходных цепей, а также при их обрыве.
4. Принцип работы и устройство прибора
4.1. Принцип действия толщиномера
Толщиномер представляет собой систему из двух активных базовых дальномеров с лазерной подсветкой и блока сопряжения.
Дальномеры устанавливаются оппозитно и измеряют расстояние до плоского листа (полосы) металла, каждый со своей стороны объекта. Затем информация об измеренном расстоянии поступает в блок сопряжения, который вычисляет толщину листа и выдает ее в виде стандартного сигнала 4…20мА и на цифровой индикатор (в десятках мкм).
4.2. Устройство толщиномера
Толщиномер представляет собой комплект аппаратуры, включающей два датчика ИПЛ-123/100Ц-0,015 и блок сопряжения. Подробнее о датчиках ИПЛ-123/100Ц-0,015 смотрите соответствующий паспорт.
4.2.1. Блок сопряжения. Особенности конструкции.
Электроника блока сопряжения размещена в коробчатом корпусе, имеющем, для удобства действия, вынесенные за габарит корпуса точки для крепления. На передней панели установлены разъемы Х1 и Х2 для подключения датчиков
ИПЛ-123/100Ц-0,015. На задней панели установлен разъем Х3 для подключения питания и выдачи выходного сигнала в АСУ ТП, также на этой панели установлен светодиод “Готовность” и кнопка (без фиксации), закрытая крышкой. На верхней крышке установлен цифровой индикатор.
4.2.2. Органы управления и индикации.
На верхней крышке блока сопряжения установлен цифровой индикатор, предназначенный для:
индикации информации о толщине (в сотых долях мм) и о возможных ошибочных ситуациях;
индикации показаний с датчиков ИПЛ-123/100Ц-0,015 (в сотых долях мм), при этом информация с датчика, подключенного к разъему Х1, индицируется в четырех левых разрядах индикатора, а к разъему Х2 в четырех правых;
индикации калибровки.
Смена выводимой на индикатор информации осуществляется с помощью кнопки, установленной на задней панели блока сопряжения под резьбовой крышкой.
При нажатии на кнопку происходит переключение между режимами вывода информации (режим индикации толщины и режим индикации показаний с датчиков). При удержании кнопки в нажатом состоянии больше 4 секунд произойдет калибровка датчика, на индикаторе появятся специальные символы (P-P-P-P-P-) и индикатор переключается в режим индикации толщины.
Зеленый светодиод “Готовность”, установленный на задней панели блока сопряжения, дублирует выходной релейный сигнал “Готовность”, и предназначен для индикации нормальной работы толщиномера.
5. Указание мер безопасности
По степени защиты человека от поражения электрическим током толщиномер относится к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Замену, присоединение и отсоединение толщиномера от объекта следует производить при отключенном питании.
При эксплуатации толщиномера соблюдайте "Правила технической эксплуатации электроустановок", "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок" для установок с напряжением до 1000 В, утвержденные Госэнергонадзором, а также внутриведомственные нормы и правила.
6. Подготовка к работе и работа толщиномера
6.1. Порядок установки
6.1.1. Установите датчики ИПЛ-123/100Ц-0,015 оппозитно (см. Приложение 2), соблюдая порядок установки датчиков, указанный в их паспорте.
6.1.2. Предварительная установка нижнего датчика производится так, чтобы расстояние от передней плоскости датчика до полосы металла составляло 101-102мм.
6.1.3. Разместите в плоскости измеряемого листа металла эквивалент листа (плоское зеркало) таким образом, чтобы он находился приблизительно над зеркалом на лицевой стороне нижнего датчика.
6.1.4. Дальнейшая юстировка толщиномера производится с помощью достаточно точного оптического прибора, например, автоколлиматора АКТ-400.
Зафиксируйте автоколлиматор в таком положении, чтобы автоколлимационное изображение эквивалента листа находилось в центре поля зрения автоколлиматора. При дальнейшей настройке датчиков положение АКТ-400 не должно изменяться.
6.1.5. Откорректируйте положение нижнего датчика, чтобы положение изображения зеркала нижнего датчика совпадало с изображением эквивалента листа, т.е. в этом положении базовая плоскость нижнего датчика будет параллельна листу.
6.1.6. С помощью прилагаемой дистанционной скобы (устанавливая её между датчиками) предварительно установите верхний датчик.
6.1.7. Установите в плоскости листа металла эталон толщины.
6.1.8. Подключите датчики и блок сопряжения согласно схеме подключения (см. Приложение 3).
6.1.9.Подключите кабель питания и ввода-вывода информации. Включите питание датчиков.
6.1.10. Корректируйте положение верхнего датчика так, чтобы точки подсветки от датчиков на эталоне толщины были расположены приблизительно напротив друг друга.
6.1.11. Дополнительно проконтролируйте расстояние между датчиками и параллельность их установки с помощью дистанционной скобы.
6.1.12. Окончательно подкорректируйте положение верхнего датчика, чтобы автоколлимационное изображение его зеркала совпадало с изображением зеркала нижнего датчика и эквивалента листа.
Примечания.
Описанная выше процедура установки толщиномера с помощью АКТ-400 позволяет получить параллельность базовых плоскостей датчиков с точностью порядка 20-40 угловых секунд (0.1-0.2 тд), что сводит дополнительную погрешность измерения толщины, связанную с неточностью установки датчиков к пренебрежимо малой величине.
Практически такая же точность установки может быть получена с помощью обычного газового лазера (например, ЛГ-207) и несколько меньшая с помощью лазерной указки.
При использовании толщиномера в достаточно узком диапазоне (например, при толщине листа 2 – 3 мм), требования к точности установки существенно снижаются.
6.2. Подготовка к работе
6.2.1. Перед включением толщиномера необходимо убедиться в соответствии его установки требованиям раздела 6.1.
6.2.2. Подключите кабель питания и ввода-вывода информации.
6.2.3. Включите напряжение питания толщиномера.
6.2.4. При первом включении толщиномера необходимо произвести калибровку. Процесс калибровки толщиномера производится каждый раз при смене датчиков или других работах, связанных с изменением положения датчиков. Результат калибровки заносится в энергонезависимую память блока сопряжения и при выключении питания сохраняется, поэтому повторной калибровки толщиномера при последующих включениях/выключениях не требуется.
Для проведения калибровки необходимо выполнить следующие действия:
6.2.4.1. Установите в плоскость полосы металла эталон толщины.
6.2.4.2. Снимите резьбовую защитную крышку кнопки на блоке сопряжения.
6.2.4.3. Убедитесь, что светодиод “Готовность” горит, а на индикаторе отсутствует информация об ошибках (см. Приложение 4).
6.2.4.4. Нажмите и удерживайте кнопку до появления на индикаторе специальных символов (P-P-P-P-P-), сигнализирующих о том, что процесс калибровки толщиномера произведен. После переключения в режим индикации толщины на индикаторе отображается толщина эталона.
6.2.5. Проконтролируйте состояние светодиода на задней панели толщиномера. При нормальной работе должен гореть зеленый светодиод (Готовность). При неправильном подключении толщиномера (переполюсовка) или при наличии ошибок светодиод не горит.
6.3. Работа толщиномера
Толщиномер отградуирован на измерение толщины в диапазоне 0…10мм. Способ установки, описанный в 6.1., и диапазон измерения датчиков ИПЛ-123/100Ц-0,015 обеспечивают измерение толщины в диапазоне 20мм, т.е. объект (лист) толщиной 10мм имеет свободу смещения в направлении измерения толщины до 10мм, а лист толщиной 3мм, соответственно, до 17мм.
При наличии в диапазоне измерения датчиков объекта с толщиной больше 10мм блок сопряжения произведет вычисление толщины и выдачу результата на цифровой индикатор, но ток, выдаваемый по линии 4-20мА, будет составлять 20мА.
Режим индикации (индикация толщины или информации с датчиков) не влияет на работу толщиномера, т.е. при любом режиме индикации, происходит вычисление толщины и выдача тока пропорционального толщине. Но предпочтительным является режим индикации толщины, так как при наличии сбойных (ошибочных) ситуаций, коды ошибок в этом режиме выводятся на индикатор.
6.4. Погрешности толщиномера
При достаточно точной установке прибора, наибольший вклад в дополнительную погрешность измерения толщины вносит перекос (непараллельность) листа относительно базовых плоскостей датчиков (в направлении пучков подсветки). Эта дополнительная погрешность тем больше, чем дальше измеряемая толщина отстоит от эталона толщины, примененного при установке прибора (см. 6.1).
Поэтому всегда целесообразно, а особенно при применении толщиномера для измерения толщины металла в сравнительно небольших пределах, производить установку и настройку прибора с использованием эталона, толщина которого приблизительно равна средней толщине измеряемого листа. Например, при толщине листа от 2.5 до 3.5 мм и толщине эталона 3мм, дополнительная погрешность не будет превышать величины 20-30 мкм при перекосе листа до 3 (50мм на метр).
7. Проверка технического состояния и обслуживание
7.1. Измерение параметров
Измерение производится следующим образом:
7.1.1. Установите толщиномер на стенд, который обеспечивает:
установку толщиномера по п. 6.1.,
установку эталона толщины и образцов металла параллельно базовой плоскости толщиномера,
считывание показаний толщиномера миллиамперметром класса не ниже 0,05.
7.1.2. Произведите подготовку к работе как это описано в пункте 6.2.
7.1.4. Устанавливая образцы металла в произвольные точки в пределах диапазона измерения толщиномера, сравните показания толщиномера с показаниями независимого измерителя (микрометра), отличия показаний не должны превышать 0,05мм.
7.2. Проверка выхода 4...20 мА
7.2.1. Общие сведения о трехпроводной линии связи 4…20 мА.
Выход датчика построен на микросхеме AD420AR-32. Данная микросхема представляет собой преобразователь код-ток и реализует трехпроводную линию связи (см. рис. 1).
Рис. 1. Трехпроводная линия связи 4…20 мА.
В трехпроводной линии связи дополнительного напряжения для питания выхода не требуется. Выходной сигнал формируется из напряжения питания датчика микросхемой AD420AR-32.
Внимание!
Не подключать внешний источник питания к линии 4…20 мА.
Микросхема AD420AR-32 имеет защиту от короткого замыкания и подачи напряжения питания на выход.
7.1.2. Измерение выходного тока.
Измерение выходного тока может быть осуществлено с помощью миллиамперметра класса не хуже 0,05 или прецизионного резистора класса 0,01% и вольтметра класса 0,05 (см. рис. 2).
Рис. 2. Измерение выходного тока: а) миллиамперметром; б) вольтметром.
7.3. Техническое обслуживание
Техническое обслуживание толщиномера заключается в периодической проверке толщиномера в соответствии с регламентом обслуживания оборудования у заказчика.
При снятии толщиномера с объекта рекомендуется произвести проверку исправности герметизирующих уплотнений и почистить оптику.
8. Транспортировка и правила хранения
Толщиномер в транспортной упаковке может транспортироваться всеми видами транспорта, на любые расстояния при соблюдении следующих правил:
транспортирование по железной дороге и автотранспортом должно производиться в закрепленном и защищенном от попадания влаги состоянии;
транспортирование воздушным транспортом должно производиться в герметизированных и отапливаемых отсеках самолетов;
при температуре окружающего воздуха в пределах от –50ºC до +50ºС;
при относительной влажности окружающего воздуха не более 98% при 25ºС;
ускорение механических воздействий при транспортировании не более 3g при частоте ударов от 80 до 120 в минуту.
Погрузка приборов в транспортные средства должна обеспечивать их устойчивое положение в пути следования, отсутствие смещения и ударов друг от друга и стенки транспортных средств.
Указания предупредительной маркировки, указанной на транспортной таре, должно выполняться на всем пути от грузоотправителя до получателя.
Длительное хранение толщиномера должно проводиться в сухом, закрытом, отапливаемом помещении при температуре окружающего воздуха от 5ºC до 40ºС и относительной влажности не более 80%. В помещении для хранения не должно быть паров кислот и щелочей, а также газов вызывающих коррозию.
Консервация толщиномера должна производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014 по варианту защиты ВЗ10 путем помещения толщиномера в пленочный чехол с осушителем-силикагелем.
Срок пребывания толщиномеров в условиях транспортирования - не более 3 (трех) месяцев.
Предельный срок защиты без переконсервации – 1 (один) год.
9. Свидетельство о приемке
Толщиномер ТО-10А-0,5
Заводской номер
|
Примечания
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соответствуют технической документации и признаны годными для эксплуатации.
Дата выпуска "____" _______________ 20____ года.
Представитель предприятия-изготовителя
________________ ________________
(фамилия и.о.) (подпись)
МП
10. Гарантийные обязательства
Срок гарантии составляет 12 месяцев с момента ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев с даты выпуска.
При выходе из строя толщиномера в течение гарантийного срока не по вине потребителя изготовитель производит безвозмездный ремонт или замену.
Все замечания и предложения по изделию направлять по адресу:
432700, г. Ульяновск, ул. Гагарина, 34, 403, НИО-21/ЭОС
тел./факс: +7 (8422) 41-87-27
e-mail: tevelev@mv.ru
Предприятие оставляет за собой право на внесение незначительных изменений, не ухудшающих эксплуатационные и технические характеристики толщиномера.
Приложение 1. Блок сопряжения. Габаритно-присоединительные размеры
Приложение 2. Схема установки толщиномера
П риложение 3. Схемы электрические принципиальные, схемы подключения
Схема подключения толщиномера ТО-10А-0,5.
Приложение 3. Ошибки толщиномера
Ошибки толщиномера индицируются в левой части индикатора и начинаются с буквы “F”, затем следует значение байта ошибок (в десятичном представлении числа).
Значение бит байта ошибок:
бит 0 – значение тока, выдаваемого на выход, не соответствует току протекающему в токовой петле;
бит 1 – нет сигнала “Готовность” с датчика, подключенного к разъему Х1;
бит 2 - нет сигнала “Готовность” с датчика, подключенного к разъему Х2;
бит 3 - нет сигнала “Диапазон” с датчика, подключенного к разъему Х1;
бит 4 - нет сигнала “Диапазон” с датчика, подключенного к разъему Х2;
бит 5 – нет сигнала с датчика, подключенного к разъему Х1;
бит 6 – нет сигнала с датчика, подключенного к разъему Х2;
бит 7 – не используется, читается как 0.
|
