Датчики-газоанализаторы ДАК

Назначение

Датчики-газоанализаторы ДАК (далее - газоанализаторы) предназначены для непрерывного автоматического измерения объемной доли ацетилена (С2Н2), довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей, в том числе паров нефти и нефтепродуктов, спиртов, а также объемной доли диоксида углерода (СО2).

Описание

Принцип измерений газоанализаторов - оптико-абсорбционный, основанный на поглощении ИК-излучения анализируемым газом. Степень поглощения ИК-излучения зависит от содержания анализируемого компонента в газовой смеси. Для каждого газа существует своя область поглощения ИК-излучения, что обусловливает высокую степень избирательности этого метода.

Газоанализаторы представляют собой стационарные одноблочные автоматические приборы непрерывного действия.

Способ подачи пробы - диффузионный или принудительный. Принудительный способ подачи пробы обеспечивается от внешнего побудителя расхода, либо за счет избыточного давления в газовой магистрали.

Исполнения газоанализаторов приведены в таблице 4.

Г азоанализаторы ДАК-С2Н2 обеспечивают выполнение следующих функций:

-    измерение содержания определяемого компонента;

-    формирование выходного сигнала постоянного тока 4-20 мА.

Газоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 обеспечивают выполнение следующих функций:

-    измерение содержания определяемого компонента;

-    формирование выходного сигнала постоянного тока 4-20 мА.

-    обмен данными с ВУ по интерфейсу RS-485 или HART, выбираемому пользователем;

-    цифровую индикацию номера версии программного обеспечения (далее - ПО) и цифрового идентификатора ПО;

-    выбор определяемого компонента (кроме ДАК-СО2);

-    цифровую индикацию содержания определяемого компонента;

-    выдачу световой сигнализации «ПОРОГ 1» и «ПОРОГ2» при достижении содержания определяемого компонента пороговых значений;

-    переключение контактов реле при срабатывании сигнализации «ПОРОГ 1» и «ПОРОГ2» (только для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ECH-030, ДАК-С6Н14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036, ДАК СН4-037, ДАК-ECH-038);

-    цифровую индикацию установленных пороговых значений;

-    выдачу сигнализации «ОТКАЗ» в случае неисправности газоанализатора.

Г азоанализаторы относятся к взрывозащищённому электрооборудованию группы II по ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0:1998) и имеют маркировку взрывозащиты:

-    газоанализаторы ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100    1Exd[ib]nCT6X;

-    газоанализаторы ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ECH-030, ДАК-С6Н14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036, ДАК СН4-037, ДАК-ECH-038 1ExdIIBT4;

-    газоанализаторы ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032,

ДАК-ECH-033    1Exd[ib]HCT4X / 1Exd[ib]IIBT4X.

Г азоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 имеют металлический корпус, в верхней части которого расположен кабельный ввод. На лицевой поверхности корпуса расположены две крышки. Под верхней крышкой расположены клеммы для подключения цепи питания и внешних устройств. Под окном нижней крышки расположены: цифровой индикатор, кнопки управления, индикаторы «ПОРОГ 1», «ПОРОГ2». К нижней части корпуса газоанализаторов, при помощи прижимной гайки, крепится защитный колпачок, под которым располагается ИК-датчик МИЛ-82.

Лист № 2 Всего листов 10

Г азоанализаторы ДАК-С2Н2 имеют металлический корпус, в верхней части которого расположены резьбовые штуцеры для подключения газоанализаторов к пробоотборной магистрали. В нижней части корпуса располагаются разъемы для подключения кабеля питания и пульта для корректировки показаний газоанализатора.

_Внешний вид газоанализаторов приведен на рисунках 1 и 2._

1а) - Внешний вид спереди

1б) места пломбировки

- Внешний вид газоанализаторов ДАК-С2Н2

Рисунок

2а) - Внешний вид спереди

2б) - Внешний вид сбоку

2в) места пломбировки

Рисунок 2 - Внешний вид газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбН14

Программное обеспечение

Г азоанализаторы ДАК-С2Н2 имеют встроенное программное обеспечение (далее ПО), разработанное предприятием-изготовителем. ПО предназначено для преобразования сигналов ИК-датчика в выходной сигнал постоянного тока пропорциональный содержанию определяемого компонента.

Идентификационные данные ПО газоанализатора ДАК-С2Н2 представлены в таблице 1.

Конструкция газоанализаторов ДАК-С2Н2 исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.

Структура ПО газоанализаторов ДАК-С2Н2 представлена на рисунке 3(а).

Газоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 имеют встроенное ПО, разработанное предприятием-изготовителем. ПО предназначено:

-    для преобразования сигналов ИК-датчика МИЛ-82 в выходной сигнал постоянного тока пропорциональный содержанию определяемого компонента;

-    для обмена данными с ПЭВМ или иными внешними устройствами по интерфейсу RS485 и HART;

-    для обеспечения цифровой индикации номера версии ПО, цифрового идентификатора ПО и цифровой индикации содержания определяемого компонента;

-    для выдачи световой сигнализации об отказе газоанализатора;

-    для выдачи световой сигнализации при превышении определяемым компонентом установленных пороговых значений;

-    для формирования управляющего воздействия для переключения «сухих» контактов реле.

Идентификационные данные ПО ИК-датчика МИЛ-82 представлены в таблице 2, ПО

газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 в таблице 3.

Таблица 2

а)

Таблица 3

Структура ПО газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-С рисунке 3(б).

Н4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 представлена на

Модуль

токового выхода

б)

Рисунок 3 - Структура ПО газоанализаторов Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений для газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 соответствует уровню защиты «Высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Номинальная статическая функция преобразования газоанализаторов по выходному сигналу постоянного тока I, мА, имеет вид

(1)

где: 1н - нижняя граница диапазона выходного сигнала постоянного тока, равная 4 мА;

Свх - содержание определяемого компонента (% НКПР или объемная доля, %);

Kn - номинальный коэффициент преобразования мА/% НКПР (мА/объемная доля, %), вычисляемый по формуле (2):

Kn = 16/(Св - Сн),

(2)

где Сн, Св - значения, соответствующие верхней и нижней границам диапазона измерений (для газоанализатора ДАК-СбН14 - диапазона показаний), % НКПР (объемная доля, %).

Диапазоны измерений, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов по поверочному компоненту приведены в таблице 4. Перечень определяемых компонентов, диапазоны измерений, диапазоны показаний, пределы допускаемой погрешности по определяемому компоненту приведены в таблице 5.

Вид выходного кода по цифровым каналам связи (RS485 и/или HART) - двоично-десятичный. Разрядность кода - б. Цена единицы наименьшего разряда кода (объемная доля % или % НКПР) в зависимости от верхнего предела диапазона измерений:

а)    0,001 - для значения верхнего предела в диапазоне от 0 до 9,999;

б)    0,01 - для значения верхнего предела в диапазоне от 10 до 99,99;

в)    0,1 - для значения верхнего предела равного 100.

Пределы допускаемой вариации показаний (выходного сигнала) газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, выраженные в долях от пределов допускаемой основной погрешности    0,5.

Время установления показаний t0,9 (при повышении содержания) по поверочному компоненту, с, не более:

а)    для газоанализаторов ДАК-СН4 (кроме ДАК-СН4-037), ДАК-ECH

(с / без пылезащитного колпачка)    б0/15;

б)    газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СбН14    б0;

в)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2    150;

г)    для газоанализаторов ДАК-СН4-037 (с / без пылезащитного колпачка)    60/10.

Газоанализаторы ДАК-СбН14 устойчивы к изменению атмосферного давления, температуры и

относительной влажности анализируемой и окружающей среды в диапазоне условий эксплуатации.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси:

а) по поверочным компонентам (большее значение) в диапазоне температур, соответствующем условиям эксплуатации:

± 5 %; ± 15 %;

от диапазона измерений от показаний при температуре 20 °С

б) по определяемым компонентам (большее значение) в диапазоне температур от минус 10 °С до плюс 55 °С:

± 10 %; ± 15 %;

от диапазона измерений от показаний при температуре 20 °С

в диапазонах температур от минимального значения температуры рабочего диапазона до минус 10 °С

± 10 %; ± 25 %;

от диапазона измерений

от показаний при температуре минус 10 °С

в диапазонах температур от плюс 55 °С до максимального значения температуры рабочего диапазона

± 10 %; ± 25 %.

от диапазона измерений

от показаний при температуре плюс 55 °С

Лист № 7 Всего листов 10

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-С2Н2 при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси в диапазоне температур, соответствующем условиям эксплуатации в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 10 °С от температуры 20 °С    0,5.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-СН4-037 при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси от рабочей до предельной (от плюс 80 °С до плюс 90 °С в течение б ч) на каждые 10 °С в долях от пределов допускаемой основной погрешности    1,0.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-ЕСН,

ДАК-СН4, ДАК-СО2 , ДАК-С2Н2 при изменении атмосферного давления:

а)    для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2 (большее значение) :

± 5 %; ± 30 %;

-    от диапазона измерений

-    от показаний при 101, 3 кПа

б)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2 в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 3,3 кПа от значения давления, при котором определялась основная погрешность

0,5.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2, ДАК-С2Н2 при изменении относительной влажности анализируемой газовой смеси в диапазоне условий эксплуатации:

а)    для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4 (кроме ДАК-СН4-037) (большее значение):

± 10 %; ± 30 %;

-    от диапазона измерений

-    от показаний при температуре 40 °С и относительной влажности 50 %

б)    для газоанализаторов ДАК-СН4-037, ДАК-СО2, в долях от пределов допускаемой основной погрешности нормированных для температуры 40 °С и относительной влажности 50 %

1,0;

в)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2, в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 10 %, от значения относительной влажности, при которой определялась основная погрешность

0,3.

10;

б0.

Время прогрева газоанализаторов, мин, не более:

а)    в диапазоне температур от минус 30°С до верхней границы рабочих температур

б)    в диапазоне температур от нижней границы рабочих температур до минус 30 °С

Предел допускаемого интервала времени работы газоанализаторов без

корректировки показаний по ГСО-ПГС, месяцев:

а)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2

б;

12.

б)    для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2

Г азоанализаторы ДАК-ЕСН, ДАК-СН4 соответствуют требованиям к долговременной стабильности по ГОСТ Р 52350.29.1 - 2010.

Электрическое питание газоанализаторов осуществляться от источника напряжения постоянного тока с выходным напряжением, В:

а)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100    от

11 до 16; 11 до 30; 11 до 16; 11 до 30.

б)    для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-30,

ДАК-СбНм-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036, ДАК-СН4-037, ДАК-ЕСН-038    от

в)    для газоанализаторов ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-ЕСН-033, устанавливаемых во взрывоопасных зонах    от

г)    для газоанализаторов ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-ЕСН-033, устанавливаемых во взрывобезопасных помещениях    от

Потребляемая мощность, Вт, не более:

а)    для газоанализаторов ДАК-Ш2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СбН14-034, ДАК-СО2-035,

5,0;

6,0;

ДАК-СН4-03б

б)    для газоанализаторов ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-30, ДАК-СН4-037, ДАК-ЕСН-038

в)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100, ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032,

ДАК-ЕСН-033    2,5.

Газоанализаторы устойчивы:

-    к воздействию синусоидальной вибрации в диапазоне частот:

от 10 до 55 Гц с амплитудой смещения 0,35 мм для газоанализаторов ДАК-С2Н2; от 10 до 30 Гц и удвоенной амплитудой смещения 1,0 мм, в диапазоне частот от 31 до 150 Гц и амплитудой ускорения 19,6 м/с2 - для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14;

-    к изменению пространственного положения на угол 20° в любом направлении от рабочего;

-    к воздействию повышенной влажности окружающей среды до 98 %;

-    к изменению расхода анализируемой газовой смеси в диапазоне от 0,5 1,5 дм /мин (только для газоанализаторов с принудительным отбором пробы);

до

-    к воздействию перегрузки по содержанию определяемого компонента равной:

160 % от верхнего предела диапазона измерений для газоанализаторов ДАК-С2Н2;

100 % от верхнего предела диапазона измерений для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14

Г абаритные размеры газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH,

ДАК-С6Н14, мм, не более:

200;

130;

300.

140;

168;

250.

6;

4.

-    длина

-    ширина

-    высота

Габаритные размеры газоанализаторов ДАК-С2Н2, мм, не более:

-    длина

-    ширина

-    высота

Масса, кг, не более:

-    для газоанализаторов ДАК-С2Н2

-    для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 Рабочие условия эксплуатации газоанализаторов:

а)    диапазон температуры окружающей и анализируемой среды, °С для газоанализаторов ДАК-С2Н2

от 5 до 45; от минус 40 до плюс 80;

от минус 60 до плюс 60; от минус 40 до плюс 60;

от 15 до 80; от минус 60 до плюс 80;

для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СО2-031,

ДАК-СН4-032, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036 для газоанализаторов ДАК-СН4-029, ДАК-ZCH-030, - ДАК-ZCH-038 для газоанализатора ДАК-ECH-033 для газоанализатора ДАК-С6Н14-034 для газоанализатора ДАК-СН4-037*

б)    диапазон атмосферного давления и давления анализируемой среды

от 84 до 106,7; от 630 до 800;

от 20 до 98;

-    кПа

-    мм рт. ст.

в)    диапазон относительной влажности окружающей среды при температуре 40 °С, без конденсации влаги, %

г)    диапазон расхода анализируемой пробы при принудительной

диапазон подаче, дм3/мин;

от 0,5 до 1,5; от 0 до 6; 0,01.

д)    скорость потока пробы при диффузионной подаче, м/с;

е)    массовая концентрация пыли в анализируемой пробе, г/м , не более Примечание: * для газоанализатора ДАК-СН4-037 предельные значения

температуры окружающей и анализируемой среды в течение 6 ч, °С    от плюс 80 до плюс 90.

Газоанализаторы, соответствующие требованиям Правил Российского морского регистра судоходства (РМРС) устойчивы к воздействию:

-    длительных наклонов до 45 ° в любом направлении, длительностью до 3 мин;

-    качки до 45° в любом направлении с периодом от 7 до 9 с;

-    вибрации с:

а)    амплитудой ± 1 мм для частот от 2 Гц до 13,2 Гц;

б)    ускорением 7 м/с2 для частот от 13,2 Гц до 80 Гц;

-    вибрации частотой 30 Гц с амплитудой ускорения 7 м/с2.

Лист № 9 Всего листов 10

Газоанализаторы, соответствующие требованиям Правил Российского морского регистра судоходства (РМРС) прочны к воздействию:

-    механических ударов одиночного действия при длительности от 10 до 15 мс с максимальным ускорением 100 м/с ;

-    соляного (морского) тумана.

Степень защиты по ГОСТ 14254-96:

а)    для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14    IP66;

б)    для газоанализаторов ДАК-С2Н2    IP54. По устойчивости к воздействию климатических факторов газоанализаторы соответствуют

климатическому исполнению по ГОСТ 15150-69:

-    для газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14    УХЛ 1;

-    для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14 при поставке

на объекты, поднадзорные РМРС    М2.

По способу защиты персонала от поражения электрическим током по ГОСТ Р МЭК 60536-2006 газоанализаторы относятся к классу:

-    для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100, ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032,    III; ДАК-ЕШ-033

-    для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАK-ECH-030, ДАК-С6Н14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036, ДАК СН4-037, ДАK-ECH-038    I.

Газоанализаторы соответствуют требованиям к электромагнитной совместимости по ТР ТС 020/2011, предъявляемым к оборудованию класса А по ГОСТ Р 51522.1-2011.

Газоанализаторы соответствуют требованиям к безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах по ТР ТС 012/2011.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист (центр листа) руководства по эксплуатации типографским способом и на табличку, расположенную на корпусе газоанализатора, методом фотохимпечати.

Комплектность

Комплект поставки включает:

1    Датчик-газоанализатор ДАК (согласно исполнению) - 1 шт.

2    Ведомость эксплуатационных документов - 1 зкз.

3    Комплект эксплуатационных документов, в составе:

-    Руководство по эксплуатации - 1 экз.

-    Паспорт - 1 экз.

-    Методика поверки - 1 экз.

-    Ведомость ЗИП - 1 экз.

4    Комплект ЗИП (согласно ведомости ЗИП) - 1 шт.

Поверка

осуществляется в соответствии с документом ИБЯЛ.418414.071-26 МП «Датчик-газоанализатор ДАК. Методика поверки», утвержденным первым заместителем генерального директора - заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» в январе 2015 г.

Основные средства поверки:

ГСО-ПГС по ТУ6-16-2956-92, в баллонах под давлением:

-    метан в азоте по Госреестру 10463-2014;

-    диоксид углерода в азоте по Госреестру 10465-2014;

-    пропан в азоте по Госреестру 10463-2014;

-    гексан в азоте по Госреестру 10463-2014;

-    азот газообразный особой чистоты ГОСТ 9293-74;

-    воздух кл.1 ГОСТ 17433-80.

Сведения о методах измерений

Методы измерений для газоанализаторов ДАК-С2Н2 описаны в руководстве по эксплуатации «Датчик-газоанализатор ДАК» ИБЯЛ.418414.071-06 РЭ;

Методы измерений для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ЕСН, ДАК-С6Н14 описаны в руководстве по эксплуатации «Датчик-газоанализатор ДАК» ИБЯЛ.418414.071-26 РЭ.

Нормативные документы, устанавливающие требования к датчикам-газоанализаторам ДАК

1    ГОСТ 8.578-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

2    ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия

3    ГОСТ 30852.0-2002. Электрооборудование взрывозащищеное. Часть 0. Общие требования.

4    ГОСТ Р 52350.29.1 - 2010. Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.

5    ГОСТ 14254-96. Степени зашиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP).

6    ГОСТ Р 51522.1-2011. Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний.

7    ГОСТ 12.2.091-2012. Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования.

8    ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.