Принцип действия измерителей основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по направлению потока и против движения потока воздуха.

На обеих сторонах тоннеля под определенным углом к потоку устанавливаются приемопередающие блоки (см. рисунок 1). Приемопередающие блоки имеют пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи, работающие попеременно как приемник и передатчик. Звуковые импульсы посылаются под углом а к направлению потока. В зависимости от угла а и скорости потока наблюдается различное время распространения для определенного направления звуковых импульсов.

Скорость потока рассчитывается из разницы значений времени распространения звуковых импульсов по и против потока, независимо от значения скорости звука в среде.

Конструктивно измерители в стандартном исполнении включают в себя два приемопередающих блока FLSE200 (для передачи, приема и обработки ультразвуковых импульсов, обработки сигналов и вычисления скорости воздушного потока) и один блок обработки данных - MCU (для обработки сигналов от приемопередающих блоков, управления системными функциями, ввода/вывода сигналов, энергоснабжения подключенных приемопередающих блоков, коммуникации с системами управления верхнего уровня через дополнительные модули).

Два приемопередающих блока FLSE200 работают как Master (ведущий) и Slave (ведомый). Ведущий FLSE200 оснащен вторым интерфейсом для обеспечения четкого разделения коммуникации между ведомым FLSE200 и MCU. Ведущее устройство запускает ведомое устройство и принимает соответствующий режим измерения. MCU независимо от этого может (асинхронно по отношению к такту измерения) запрашивать данные измерения от ведущего FLSE200. Связь между приемопередающими блоками и MCU осуществляется через интерфейс RS485.

С помощью блока MCU при использовании линии шины можно обеспечить подключение и обработку данных с нескольких измерительных точек (до четырех пар датчиков).

Измеритель управляется с помощью меню и клавиш, расположенных на передней панели MCU, а также удаленно при наличии опционального интерфейса связи. Блок обработки MCU может поставляться с жидкокристаллическим дисплеем или без него. На жидкокристаллическом дисплее MCU отображаются сообщения системы самодиагностики, результаты измерений и вычислений, данные архива.

Приемопередающий блок состоит из блока электроники и ультразвукового преобразователя. Блок электроники содержит все необходимые узлы для обработки сигналов, преобразования в цифровую форму и для коммуникации. Ультразвуковой преобразователь прочно соединен с корпусом. Коммуникация с MCU обеспечивается через подключаемое к шине соединение. Конструкция приемопередающих блоков FLSE200 может различаться в зависимости от рабочих условий эксплуатации. В таблице 1 приведены типы приемопередающих блоков.

Таблица 1 - Типы приемопередающих блоков FLSE200

ПП блок Master (ведущий)

Клеммная коробка

мси

А         да

Тонне

SOPAS ЕТ

ПП блок Slave (ведомый)

Соединительный кабель

-

Направление потока

Рисунок 1 - Компоненты ультразвукового измерителя скорости воздушного потока FLOWSIC200

А (ммЪ

Рисунок 2 - Приемопередающий блок FLSE200-H, FLSE200-HM

FLOWSIC200 Н-М

FLOWGIC200 Н

Рисунок 3 - Общий вид приемопередающих блоков

В измерителях предусмотрена возможность измерения скорости воздушного потока как в прямом, так и в обратном направлениях (в реверсивном режиме), самодиагностика и проверка нулевых и контрольных значений измеряемых величин.

Блок обработки данных MCU обеспечивает

• •  управление передачей и обработкой данных от приемопередающих блоков, подключенных через интерфейс RS485;

• •  вывод сигнала через аналоговый выход (измеренное значение) и релейные выходы (состояние прибора);

• •  ввод сигнала через аналоговые и цифровые входы;

• •  энергоснабжение подключенных приемопередающих блоков;

• •  коммуникацию с системами управления верхнего уровня через дополнительные модули.

Параметры установки и оборудования возможно настроить с помощью ноутбука и сервисной программы через интерфейс USB. Установленные параметры сохраняются даже при отключении энергоснабжения. С помощью шинного варианта к MCU можно подключить до 8 приемопередающих блоков.

Блок обработки данных MCU стандартно встроен в корпус из нержавеющей стали.

Опция модуль дисплея

Опция модуль интерфейса Опции модуль Вх./Вых. Опция модуль дисплея

Ф @000©      йЗИй®¹

Рисунок 4 - Блок обработки данных MCU с опциями

Отсеки для опциональных модулей Вх./Вых.                 Опция модуль дисплея

Отсек для блока питания, для опционального интерфейсного модуля

Рисунок 5 - Блок обработки данных MCU в 19'' - корпусе с опциями

В измерителях предусмотрен следующий стандартный набор устройств ввода/вывода:

• • аналоговый выход - активный 0/2/4 - 22 мА (с гальванической развязкой, активный);

• • два аналоговых входа - стандартный, без гальванической развязки 0-20 мА;

• • два цифровых входа для подключения беспотенциальных контактов, для подключения переключателя в случае техобслуживания или для активирования контрольного цикла;

• • пять переключающихся контактов (48 В, 1А) для вывода сигналов состояния;

• • интерфейсы USB1.1 и RS232 - для запроса результатов измерений, параметризации и обновления программно-аппаратного обеспечения;

• • интерфейс RS485 - для подключения приемопередающих блоков.

При использовании опционального интерфейсного модуля:

• • модуль аналоговых выходов с 2 выходами 0/4-22 мА, для вывода дополнительных измеряемых величин (полное сопротивление нагрузки 500 Ом);

• • модуль аналоговых входов с 2 входами 0/4-22 мА, для ввода значений внешних датчиков;

• • модуль цифровых выходов с 2 выходами (переключающий контакт, допустимая нагрузка 48 В перем.т./пост. т. 5А);

• • модуль цифровых выходов с 4 выходами (переключающий контакт, допустимая нагрузка 48 В перем.т./пост. т. 5А);

• • интерфейс RS485;

• • интерфейс Ethernet.

Протоколы передачи данных: MODBUS, Profibus DP.

Программное обеспечение SOPAS ET, устанавливаемое на персональный компьютер (ПК), предназначено для конфигурирования, параметризации и диагностики измерителя. Содержит процедурные модули, предназначенные для проведения проверки технического состояния расходомера и его поверки (модуль автоматического сбора и импорта данных измерителя), калькулятор скорости звука в среде и другие модули.

Схема пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунках 6 и 7.

Место для пломбирования

Рисунок 6 - Пломбирование блока обработки данных (MCU)

Рисунок 7 - Пломбирование приемопередающего блока (FLSE200)

Таблица 5-

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Основные технические характеристики