Назначение
Анализаторы влажности FAS исполнения FAS-W предназначены для автоматических измерений температуры точки росы и объемной доли влаги в природном газе и других газовых средах (воздух, азот и др.) при избыточном давлении до 10 МПа.
Описание
Принцип измерений анализаторов влажности FAS исполнения FAS-W (далее -анализаторы) - оптический конденсационный метод измерения температуры точки росы, основанный на использовании эффекта полного преломления. Для реализации эффекта полного преломления в качестве источника излучения используется лазер с вертикально поляризованным излучением. В результате, когда поверхность зеркала сухая, луч от лазера, падающий на поверхность зеркала под углом Брюстера, полностью преломляется в зеркало. При охлаждении поверхности зеркала элементом Пельтье и появлении капель воды, луч не преломляется в тело зеркала, а рассеивается на сконденсированных каплях. Система фотоэлектронной регистрации реагирует на отражение света от капель воды возрастанием уровня фотосигнала, поступающего с фотоприемника. Уровень сигнала фотоприемника зависит от количества капель воды, сконденсировавшейся на поверхности охлаждаемого зеркала.
Способ отбора пробы - принудительный, за счет избыточного давления в точке отбора
пробы.
Анализаторы представляют собой стационарные одноблочные приборы циклического действия.
Конструктивно анализатор состоит из первичного измерительного преобразователя (далее — ПИП), корпуса, крышки и блока электроники, находящегося внутри корпуса. Первичный преобразователь представляет собой измерительную ячейку, состоящую из диэлектрического охлаждаемого зеркала со встроенным термодатчиком и элементами Пельтье, лазерного диода, фотоприемника и камеры высокого давления, через которую проходит контролируемый газ. Камера высокого давления рассчитана на избыточное давление анализируемой среды до 10 МПа.
Электрическое питание и связь с внешними телекоммуникационными системами обеспечивается путём подключения кабелей через три кабельных ввода (один основной и два дополнительных) к клеммной колодке, находящейся под крышкой прибора. Дополнительные кабельные вводы поставляются отдельно от прибора и монтируются при необходимости.
Анализатор обеспечивает выходные сигналы:
- цифровой интерфейс RS-485 (протокол МоёВш/КТЦ);
- аналоговый выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА;
- два аварийных выхода «Alarm» типа «открытый коллектор», нагрузочная способность которых составляет 0,6 А при 125 VAC и 2 А при 30VDC.
Конструкция ПИП имеет специальный сквозной канал (канал охлаждения) для обеспечения свободного протока жидких и газообразных хладагентов. Для охлаждения корпуса анализатора допускается использование различных хладагентов: вода, этиловый спирт, углекислый газ, пропан, природный газ после дросселирования и т. п. Максимальное давление хладагента, подводимого к каналу охлаждения, не должно превышать 1 МПа. Вход и выход канала охлаждения имеют трубную цилиндрическую резьбу G1/8-A для подключения внешних фитингов для подачи хладагентов.
Для проведения измерений газовых сред с температурой точки росы выше или равной температуре окружающей среды, необходимо обеспечивать обогрев подводящих линий и корпуса анализатора до температуры выше измеряемой температуры точки росы не менее чем на 5 °С, во избежание выпадения конденсата.
Подключение прибора к внешним газовым системам проводится с помощью соединения Swagelok/DK-Lok под трубку с наружным диаметром 3 мм либо 6 мм.
Анализатор выпускается в трех исполнениях: А, В и С, отличающихся диапазонами измерений температуры точки росы и объемной доли влаги.
Общий вид анализаторов представлен на рисунке 1.
Для исключения несанкционированного доступа к метрологически значимой части прибора на крепежные винты блока электроники и колпачка ПИП наносятся пломбы.
Программное обеспечение
Анализаторы имеют встроенное программное обеспечение (ПО), разработанное изготовителем специально для решения задач измерения температуры точки росы и/или объемной доли влаги.
ПО выполняет следующие функции:
- прием, обработка и передача измерительной информации от первичного измерительного преобразователя;
- управление режимами первичного измерительного преобразователя (нагрев/охлаждение);
- формирование выходных сигналов (аналогового и цифрового) и передача данных;
- сравнение измеренных значений с установленными пороговыми значениями и выдача сигнализации о достижении этих уровней;
- автоматическая диагностика состояния анализатора.
Анализаторы обеспечивают работу с автономным ПО Hygrovision версии 4.5 или выше.
Анализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077—2014.
Встроенное ПО идентифицируется посредством цифрового выхода RS485 при подключении анализатора к внешним телекоммуникационным системам.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FAS-W |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | v1.01 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0xCBD5867D, алгоритм CRC-32 |
| Примечание - номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики анализаторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Исполнение А | Исполнение В | Исполнение С |
| Диапазон измерений температуры точки росы, oC: - диапазон I - диапазон II 1) - диапазон III | от -30 до +60 от -80 до +20 от -65 до +30 | - | от -30 до +60 от -80 до +20 от -65 до +30 |
| Диапазон измерений объемной доли влаги, млн-1: - диапазон I - диапазон II - диапазон III | - | от 0,5 до 200-103 от 0,5 до 20403 от 0,5 до 450403 | от 0,5 до 200-103 от 0,5 до 40-103 |
| Диапазон показаний массовой концентрации влаги, мг/м3 | от 0,1 до 600 103 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры точки росы в диапазоне, °С: - от -80 до -65 °С включ. - св. -65 до -30 °С включ. - св. -30 до +60 °С включ. | ±3,0 ±2,0 ±1,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объемной доли влаги в диапазоне, %: - от 0,5 до 100 млн-1 включ. - св. 100 до 200-103 млн-1 - св. 200 до 450403 млн-1 | ±10 ±5 ±5 |
| Пределы допускаемой приведенной 2) погрешности преобразования измеренного значения в выходной сигнал (4-20) мА, % | ±0,3 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Исполнение А | Исполнение В | Исполнение С |
| Длительность цикла измерения, мин | от 5 до 15 |
| | ительного охлаждения корпуса прибора. разность между верхним и нижним пределами диапазона |
| 1) При использовании дополн 2) Нормирующее значение -выходного токового сигнала. |
| Таблица 3 - Основные технические характеристики анализато | ров |
| Наименование характеристики | Значение |
| Расход пробы, дм3/мин | от 0,2 до 2 |
| Анализатор выполнен во взрывозащищенном исполнении, вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ Р 30852.1-2002, маркировка взрывозащиты | 1 Ex d IIC T5 X |
| Степень защиты оболочки от воздействия твердых тел и воды по ГОСТ 14254-2015 | IP67 |
| Выходные сигналы - сигнализация - цифровой - аналоговый (активный) | 2 выхода типа «открытый коллектор» 1) RS485 /протокол Modbus/ RTU, пробой изоляции 500 В выход (4-20) мА, сопротивление нагрузки 400 Ом, пробой изоляции 500 В |
| Диапазон напряжения питания постоянным током, В | от 20 до 27 |
| Потребляемая электрическая мощность, Вт, не более | 15 |
| Масса, кг, не более: - анализатор - блок питания DR-60-24 | On 0 |
| Габаритные размеры (высота x ширина x длина), мм, не более - анализатор - блок питания DR-60-24 | 185 x 120 x 135 80 x 90 x 60 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20 000 |
| Средний срок службы анализатора, лет | 10 |
| Условия эксплуатации »-» o/"4 - диапазон температур окружающей среды, C - относительная влажность воздуха при температуре +35 °С и более низких без конденсации влаги (без прямого попадания атмосферных осадков), % - диапазон атмосферного давления, кПа | от -40 до +70 1) до 98 от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемой среды - избыточное давление, МПа, не более - диапазон температуры анализируемой среды, C | 10 от -20 до +80 |
| 1) При использовании анализатора во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок диапазон температур окружающей среды от -40 до +60 oC |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации и на табличку на корпусе анализатора.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность анализаторов влажности FAS исполнения FAS-W
| Обозначение | Наименование | Кол- во, шт | Примечание |
| Основной комплект |
| ВМПЛ2.848.008 | Анализатор влажности FAS исполнения FAS-W в комплекте со следующим дополнительным оборудованием и принадлежностями: | 1 | |
| КРАУ8.046.155 | Крышка | 1 | Для транспортировки анализатора |
| ВМПЛ8.054.011 | Крышка | 1 | Для газоподвода |
| КРАУ8.331.003 | Ключ для крышек | 1 | |
| | Ватные палочки для чистки зеркала | 1 | Упаковка 50 шт. |
| | Источник питания DR-60-24 | 1 | |
| 1.622.1600.50 | Кабельный ввод | 2 | Дополнительные кабельные вводы |
| 1.325.1600.50 | Уплотнительное кольцо | 2 | Для монтажа дополнительных кабельных вводов |
| Эксплуатационная документация |
| ВМПЛ2.848.008 РЭ | Анализатор влажности FAS исполнения FAS-W. Руководство по эксплуатации | 1 | |
| МП-242-2240-2018 | Анализатор влажности FAS исполнения FAS-W. Методика поверки | 1 | |
| ВМПЛ2.848.008 ФО | Анализатор влажности FAS исполнения FAS-W. Формуляр | 1 | |
| | Свидетельство о поверке | 1 | |
| Оборудование, поставляемое по спецзаказу |
| | Преобразователь интерфейсов RS485/RS232/USB для подключения анализатора к технологическому компьютеру. | | |
| | Термочехол для установки анализатора непосредственно на трубопроводе | | |
| | Блок внешней индикации измеренных значений | | |
| | Датчик абсолютного давления во взрывозащищенной оболочке | | |
| | Погружной газоподвод для монтажа анализатора непосредственно на газопровод | | |
| Примечание — При заказе анализатора влажности FAS-W совместно с системой подготовки газа, анализатор поставляется уже смонтированным на систему. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2240-2018 "ГСИ. Анализаторы влажности FAS исполнения FAS-W. Методика поверки", утвержденному ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" «25» мая 2018 г.
Основные средства поверки:
- вторичный эталон по ГОСТ 8.547-2009 единицы объемной доли влаги в диапазоне значений от 0,2 до 20000 млн-1, единицы температуры точки росы / инея в диапазоне значений от минус 80 до 30 oC, ;
- генератор образцовый динамический «Родник-2» (ФИФ 6321-77), диапазон температуры точки росы от минус 20 до плюс 60 °С;
- генератор влажного газа эталонный Родник-4М (ФИФ 48286-11), диапазон воспроизведения объемной доли влаги от 0 до 460000 млн-1, пределы допускаемой относительной погрешности ±2,5 % в диапазоне от 10 до 1000 млн-1, ±1,5 % в диапазоне от 1000 до 460000 млн-1.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых анализаторов с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.547-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ВМПЛ2.848.008 ТУ Анализаторы влажности FAS. Технические условия
72752-18: Методика поверки МП-242-2240-2018Скачать5.9 Мб