Назначение
Датчики газов PI-700 предназначены для автоматического непрерывного измерения объемной доли вредных газов в воздушной среде при условии ее загазованности источниками, выделяющими только один определяемый компонент.
Описание
Датчики газов PI-700 (далее - датчики) представляют собой стационарные приборы непрерывного действия.
Принцип измерений - фотоионизационный. При прохождении анализируемой среды через датчик молекулы органических и неорганических веществ ионизируются фотонами высокой энергии, образующиеся электроны и ионы собираются на электродах, к которым приложено напряжение. Ток ионизации, значение которого пропорционально содержанию молекул анализируемого вещества в воздухе, преобразуется в выходной сигнал.
Датчики газов PI-700 имеют специальную защиту от атмосферных воздействий, коррозии, вибрации.
Конструктивно датчики состоят их 4-х частей:
- модуль интеллектуального трансмиттера (ITM),
- модуль интеллектуальный подключаемый - газовый модуль ФИД,
- защитный модуль,
- адаптер защитного модуля
Модуль интеллектуального трансмиттера (ITM) включает в себя электронику и микропроцессор, размещенные во взрывозащищенном герметичном корпусе, маркировка взрывозащиты -1Exd[ib]ibIICT6.
На передней панели модуля расположены светодиодный четырехразрядный дисплей, магнитные программные переключатели, которые активируются при помощи специальных ручных магнитов.
К модулю ITM подключается газовый модуль ФИД, который может быть двух типов - для диапазона измерений до 10 млн-1 или более. Данный модуль обеспечивает автоматическое распознавание определяемого вещества, единиц измерений, диапазона измерений, калибровочных данных. Газовый модуль ФИД имеет разборную конструкцию, что позволяет проводить очистку и замену используемой лампы.
Датчик обеспечивает выходные сигналы:
- показания встроенного светодиодного дисплея;
- унифицированный аналоговый по току от 4 до 20 мА;
- цифровой выход интерфейс RS-485 протокол ModbusTM RTU.
Провода от модуля ITM выводятся в соединительную коробку Detcon взрывозащищенного исполнения, герметично накрученную на верхнюю часть датчика. На нижней части датчика имеется резьба для подсоединения калибровочного адаптера.
Доступ к меню настройки и обслуживания датчика осуществляется бесконтактно через корпус прибора (переключатели «PGM1» и «PGM2») с помощью магнитного ключа.
Режимы меню:
- режим нормального функционирования - на дисплей выводятся текущие значения, обозначение определяемого компонента и единицы измерений, сообщения о сбоях;
- режим корректировки нулевых показаний и чувствительности);
- режим программирования - обзор состояния датчика, установка диапазона измерений, определяемого компонента, установка газового фактора (фактор отклика) в зависимости от определяемого компонента, задание значения содержания градуировочного газа и т.д.
По защищенности от проникновения внешних твердых предметов и воды датчики соответствует степени защиты по ГОСТ 14254-96 не ниже IP65.
Внешний вид датчиков и место возможного пломбирования приведены на рисунках 1 и 2.
Место возможного пломбирования
Рисунок 2 - Общий вид датчика газов PI-700
Рисунок 1 - Общий вид датчика газов PI-700 без соединительной коробки
Программное обеспечение
Датчики имеют встроенное программное обеспечение, разработанное изготовителем специально для решения задач измерения объемной доли вредных веществ в воздухе.
Встроенное программное обеспечение обеспечивает следующие основные функции:
- обработку и передачу измерительной информации от первичного измерительного преобразователя;
- отображение результатов измерений на дисплее;
- формирование выходного аналогового сигнала (4 - 20) мА;
- формирование цифрового выходного сигнала (RS-485 протокол ModbusTM RTU)
- самодиагностику аппаратной части датчика;
- настройку нулевых показаний и чувствительности, а также изменение режимов работы датчика.
ПО датчика реализует следующие расчетные алгоритмы:
1) вычисление значений содержания определяемых компонентов по данным от первичного измерительного преобразователя;
2) вычисление значений выходного аналогового сигнала;
3) непрерывную самодиагностику аппаратной части датчика.
Программное обеспечение датчиков идентифицируется посредством отображения номера версии встроенного ПО на дисплее датчика при включении электрического питания.
Уровень защиты ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014 - «средний».
Влияние встроенного программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик датчиков.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | PI-700 |
| Номер версии (идентификационный номер)* ПО | 3.25N |
| Цифровой идентификатор ПО (алгоритм) | 81A914D789B2EB997071A3404375261CC213D345 |
| Алгоритм получения цифрового идентификатора | SHA-1 |
| Примечание - *номер версии ПО должен быть не ниже указанной в таблице. Значение контрольных сумм, указанные в таблице, относятся только к файлам ПО соответствующих версий. |
Технические характеристики
Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности датчиков приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Определяемый компонент 1) | Диапазон измерений 2) объемной доли определяемого компонента, млн-1 | Пределы допускаемой основной погрешности, % | Назначение |
| приведенной к верхнему значению поддиапазона | относительной |
| Изобутилен i-C4H (42) | от 0 до 50 включ. св.50 до 300 (св.300 до 2000) | ±15 - - | - ±15 - | Контроль ПДК3) |
| Аммиак NH3 (28) | от 0 до 30 включ. св. 30 до 200 (св.200 до 2000) | ±15 - | - ±15 | Контроль ПДК При аварийных ситуациях |
| Ацетон CH3COOH3 (85) | от 0 до 80 включ. св.80 до 300 (св.300 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Бензол СбНб (5) | от 0 до 10 включ. св.10 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | При аварийных ситуациях |
| Бутадиен C4H (44,4) | от 0 до 50 включ. св.50 до 300 (св.200 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Бутанол C3H7CH2OH (3) | от 0 до 10 включ. св.10 до 20 включ. св.20 до 2000 | ±20 - - | - ±20 - | При аварийных ситуациях |
| Бутилацетат CH3COOC4H9 (40) | от 0 до 40 включ. св.40 до 200 (св.20 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Определяемый компонент 1) | Диапазон измерений 2) объемной доли определяемого компонента, млн-1 | Пределы допускаемой основной погрешности, % | Назначение |
| приведенной к верхнему значению поддиапазона | относительной |
| Бутилмеркаптан C4H7SH (-) | от 0 до 20 включ. св.20 до 100 | ±20 - | -- | ПДК отсутствует |
| Сероуглерод CS2 (0,3) | от 0 до 20. (св.20 до 100) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Хлорбензол C6H5CI (15/7,5) | от 0 до 20 включ. св.20 до 100 | ±20 - | - ±20 | Контроль ПДК |
| Циклогексан СбН12 (14,3) | от 0 до 20 включ. св.20 до 100 | ±20 - | - ±20 | При аварийных ситуациях |
| Циклогексанон СбН1оО (2,5) | от 0 до 10 включ. св.10 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | При аварийных ситуациях |
| Декан C10H22 (-) | от 0 до 20 (св.20 до 100) | ±20 - | -- | ПДК отсутствует |
| Этанол C2H5OH (520) | от 0 до 500 включ. св.500 до 1000 (св.1000 до 2000) | ±15 - - | - ±15 - | Контроль ПДК |
| Этилен С2Н4 (86,2) | от 0 до 80 включ. св.80 до 500 (св.500 до 2000) | ±15 - - | - ±15 - | - « - |
| Этилацетат CH3COOC2H5 (41) | от 0 до 40 включ. св.40 до 100 (св.100 до 1000) | ±20 - - | - ±20 - | - « - |
| Этиленоксид С2Н4О (0,5) | от 0 до 20 (св.20 до 100) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Этилмеркаптан C2H5SH (0,39) | от 0 до 20 (св. 20 до 100) | ±20 - | -- | - « - |
| Г ептан C7H16 (-) | от 0 до 20 включ. св. 20 до 100 | ±20 - | - ±20 | ПДК отсутствует |
| Г ексан СбН14 (81) | от 0 до 80 включ. св.80 до 1000 (св.1000 до 2000) | ±15 - - | - ±15 - | Контроль ПДК |
| Г идразин N2H4 (0,08) | от 0 до 10 (св.10 до 20) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Изобутан i-C4H10 (-) | от 0 до 20 включ. св.20 до 200 | ±20 - | - ±20 | ПДК отсутствует |
| Определяемый компонент 1) | Диапазон измерений 2) объемной доли определяемого компонента, млн-1 | Пределы допускаемой основной погрешности, % | Назначение |
| приведенной к верхнему значению поддиапазона | относительной |
| Метилмеркаптан CH3SH (0,41) | от 0 до 20. (св.20 до 100) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Оксид азота NO (4) | от 0 до 10 включ. св.10 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | - « - |
| Диоксид азота NO2 (1) | от 0 до 5 включ. св.5 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | При аварийных ситуациях |
| Нонан C9H20 (-) | от 0 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - | -- | ПДК отсутствует |
| Октан C8H18 (-) | от 0 до 20 (св.20 до 2000) | ±20 - | -- | - « - |
| Пентан C5H12 (100) | от 0 до 100 св.100 до 2000 | ±15 - | - ±15 | Контроль ПДК |
| Фенол C6H5OH (0,08) | от 0 до 10 (св.10 до 20) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Пропанол С3Н7ОН (5) | от 0 до 10 (св.10 до 100) | ±20 - | - ±20 | - « - |
| Сероводород H2S (7) | от 0 до 10 включ. св.10 до 100 (св.100 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Стирол С6Н5С2Н3 (6,9/2,3) | от 0 до 20 включ. св.20 до 100 | ±20 - | - ±20 | При аварийных ситуациях |
| Ксилол СбН4(СНз)2 (10) | от 0 до 10 включ. св.10 до 100 (св.100 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Толуол C6H5CH3 (13) | от 0 до 10 включ. св.10 до 100 (св.100 до 2000) | ±20 - - | - ±20 - | Контроль ПДК |
| Пропилен СзНб (57,1) | от 0 до 50 включ. св.50 до 500 (св.500 до 2000) | ±15 - - | - ±15 - | Контроль ПДК |
| Моноэтаноламин NHCH2CH2OH (0,3) | от 0 до 10 (св.10 до 20) | ±20 - | -- | При аварийных ситуациях |
| Определяемый компонент 1) | Диапазон измерений 2) объемной доли определяемого компонента, млн-1 | Пределы допускаемой основной погрешности, % | Назначение |
| приведенной к верхнему значению поддиапазона | относительной |
| Акриловая кислота C3H4O2 (1,7) | от 0 до 10 от 0 до 40 от 0 до 100 (св. 100 до 1000) | ±20 ±20 ±20 - | ---- | При аварийных ситуациях |
| Примечания: 1. - в скобках для каждого определяемого компонента указано значение ПДК в воздухе рабочей зоны, выраженное в объемных долях, млн-1; 2.2) - в скобках указан диапазон показаний (пределы допускаемой основной погрешности не нормированы), объемная доля, млн-1. 3 3) - в соответствии с приказом Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации № 1034 от 09.09.11 г. |
Метрологические и технические характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические и технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения температуры окружающей среды в пределах рабочий условий на каждые 10 0С, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,8 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения относительной влажности окружающей среды от 60 до 30 % и от 60 до 95 % в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,6 |
| Предел допускаемого времени установления показаний Т0,9д, с | 30 |
| Предел допускаемого интервала времени работы датчиков без корректировки показаний по газовым смесям определяемого компонента в нормальных условиях, сут. | 30 |
| Номинальная цена единицы наименьшего разряда цифрового индикатора в диапазонах измерений, млн-1: от 0 до 10 включ. свыше 10 | 0,1 1 |
| Время прогрева, с, не более | 30 |
| Габаритные размеры датчика, мм, не более: - длина - диаметр | 190 55 |
| Масса датчика, кг, не более | 1,2 |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 11 до 30 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 2 |
| Полный срок службы, лет, не менее | 5 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), ч, | 25 000 |
| Параметр | Значение |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, oC - относительная влажность окружающей среды, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от -20 до +40 до 95 от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносят на специальную табличку на боковой панели датчика методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки датчика приведен в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование | Кол-во |
| Датчик газов PI-700 | 1 шт. |
| Калибровочный адаптер | 1 шт. |
| Магнит для настройки датчика | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Методика поверки МП 242-0520-2007 с изменениями №1, №2 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-0520-2007 «Датчики газов PI-700. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 30.01.2008 г. с изменениями № 1 от 24.06.2013 г., № 2 от 09.09.2016 г.
Основные средства поверки:
- генератор газовых смесей ГГС модификаций ГГС-Р, ГГС-К или ГГС-Т по ШДЕК.418319.009ТУ - рабочий эталон 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014, регистрационный номер 62151-15, в комплекте со стандартными образцами: газовыми смесями в баллонах под давлением и источниками микропотоков;
- источники микропотоков ИМ ацетона, бутанола, бутилацетата, бутилмеркаптана, гексана, декана, метилмеркаптана, моноэтаноламина, пропанола, сероуглерода, стирола, хлорбензола, циклогексана, циклогексанона по ИБЯЛ.418319.013ТУ - рабочие эталоны 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014, регистрационный номер 15075-09;
- рабочие эталоны 1-го разряда - источники микропотоков газов и паров ИМ-ВРЗ по ШДЕК 418319.008 ТУ;
- стандартные образцы состава газовые смеси изобутилен-воздух (9127-2008, 9128-2008); аммиак - воздух (ГСО 10327-2013), бутадиен - воздух (ГСО 9256-2008), этанол - азот (ГСО 8367-2003), этилен - азот (ГСО 9220-2008), гексан - воздух (ГСО 5904-91), изобутан -воздух (ГСО 5905-91), оксид азота - азот (ГСО 4025-87), диоксид азота - азот (ГСО 4030-87), пентан - воздух (ГСО 9129-2008), сероводород - воздух (ГСО 9172-2008), пропилен - азот (ГСО 8975-2008) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92;
- средства измерений в соответствии с МИ 243/01-2016 «Методика измерений массовой концентрации паров гидразина (гидразин-гидрата) в газовых смесях с азотом (воздухом) фотометрическим методом»: спектрофотометр, позволяющий проводить измерения при длине волны (690±10) нм, абсолютная погрешность не более ±1 %;
- источники газовых смесей парофазные ПИГС бензола, фенола, ксилола, стирола по ТУ 4215-001-20810646-2010 - рабочие эталоны 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014,
регистрационный номер № 44308-10.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство в виде наклейки.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
1 Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации № 1034 от 09.09.11 г. «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и производимых при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда, в том числе на опасных производственных объектах, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности», п. 43.
2 ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.
3 ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
4 ГОСТ 8.578-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
5 Техническая документация фирмы-изготовителя «DETCON Inc.», США.
