Назначение
Газоанализаторы АНКАТ-410 (в дальнейшем - газоанализаторы) предназначены для измерений объемной доли кислорода (О2), оксида углерода (СО), диоксида углерода (СО2), оксида азота (No), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), суммы углеводородов (ЕСН), массовой концентрации сероводорода (H2S), хлористого водорода (НС1), аммиака (NH3), хлора (С12), вычислений объемной доли суммы оксидов азота (NOx), коэффициента избытка воздуха (а) и объемной доли диоксида углерода (СО2).
Описание
Принцип измерения газоанализаторов:
- по каналам СО2, ЕСН - оптико-абсорбционный, основан на измерении энергии поглощения инфракрасного излучения анализируемым компонентом;
- по остальным каналам - электрохимический, основан на использовании эффекта окисления или восстановления определяемого газа на рабочем электроде электрохимической ячейки (ЭХЯ). Ток, который возникает при этой электрохимической реакции - есть мера концентрации определяемого компонента. Токовый сигнал, пропорциональный концентрации, усиливается, нормируется и преобразуется в цифровую форму
Газоанализаторы в зависимости от количества ЭХЯ и наличия инфракрасных датчиков (ИКД) имеют исполнения в соответствии с данными таблицы 1.
Конструктивно газоанализаторы выполнены одноблочными, в металлическом корпусе. Каждый газоанализатор состоит из: модуля коммутации и аналоговых входов, двух устройств релейных и токовых выходов (в дальнейшем - устройство РТВ), устройства РТВ для управления элементами пробоподготовки, адаптера интерфейса, модуля первичных преобразователей, платы клавиатуры и индикации; платы питания, электроклапанов.
На лицевой панели газоанализаторов располагаются индикаторы единичные срабатывания сигнализации «П1» и «П2»; окно звукового излучателя «АВАРИЯ»; индикатор «СЕТЬ»; индикатор и клавиатура; переключатель «ВКЛ»; держатель вставки плавкой «F3,15 А»; разъем для подключения сетевого кабеля питания «230 В, 50 Гц». На лицевой панели модуля первичных преобразователей находятся штуцеры «ВХОД ПРОБЫ», «ВХОД ВОЗДУХА» и «ВЫХОД ПРОБЫ».
Тип газоанализаторов - стационарный, автоматический
Режим работы газоанализаторов:
- АНКАТ-410-11, ...,- 15 - непрерывный;
- остальных газоанализаторов - циклический.
Способ отбора пробы - принудительный от внешнего побудителя расхода, либо за счет избыточного давления в газовой магистрали.
| Наименование | Обозначение | Режим работы | Набор ЭХЯ дублированный/ одиночный | Количество ЭХЯ в наборе | Каналы измерений с ЭХЯ | Каналы измерений с ИКД |
| АНКАТ-410-01 | ИБЯЛ.413252.001 | циклический | одиночный | 2 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-02 | -01 | циклический | одиночный | 3 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-03 | -02 | циклический | одиночный | 4 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-04 | -03 | циклический | одиночный | 5 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-05 | -04 | циклический | одиночный | 6 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-06 | -05 | циклический | одиночный | 2 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-07 | -06 | циклический | одиночный | 3 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-08 | -07 | циклический | одиночный | 4 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-09 | -08 | циклический | одиночный | 5 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-10 | -09 | циклический | одиночный | 6 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-11 | -10 | непрерывный | дублированный | 2 | HCl, Cl2 | нет |
| АНКАТ-410-12 | -11 | непрерывный | дублированный | 3 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-13 | -12 | непрерывный | дублированный | 2 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-14 | -13 | непрерывный | дублированный | 3 | произвольный* | СО2 |
| АНКАТ-410-15 | -14 | непрерывный | дублированный | 2 | произвольный* | нет |
| АНКАТ-410-16 | -15 | циклический | одиночный | 3 | СО**, NO***, NO2 | LCH |
| Примечание - *Н ** ** | едопустимо применение ЭХЯ на один и тот же газ, но с различными диапазонами измерений; СО с диапазоном измерений от 0 до 0,5 объемная доля, %; * NO с диапазоном измерений от 0 до 0,4 объемная доля, %. |
Г азоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО) Структура ПО представлена на рисунке 1
Рисунок 1 - Структура ПО
Основные функции встроенного ПО:
- расчет содержания определяемого компонента по каждому измерительному каналу;
- вычисления значения коэффициента избытка воздуха (а);
- вычисления объемной концентрации диоксида углерода (СО2) (при отсутствии канала измерений СО2);
- вычисления объемной концентрации суммы оксидов азота (NOx);
- индикации массовой концентрации пыли от внешнего измерителя;
- регистрацию входных унифицированных токовых сигналов 4 - 20 мА;
- отображение измеренных и расчетных величин на индикаторе;
- формирование унифицированного выходного токового сигнала, пропорционального содержанию определяемого компонента назначенного измерительного канала;
- включение звуковой сигнализации, при достижении содержания определяемого компонента установленного порогового значения (ПОРОГ1 и ПОРОГ2 по каждому каналу измерений) с одновременным переключением «сухих» контактов реле;
- связь с внешними устройствами по цифровым каналам RS232 и RS485.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.
| Наименование | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| ПО газоанализаторов АНКАТ-410 (одиночный набор ЭХЯ) | Ankat_410.hex | 4.0 | B68C7428 | CRC-32 |
| ПО газоанализаторов АНКАТ-410 (сдвоенный набор ЭХЯ) | An-kat_410D.hex | 1.0 | 53C23693 | CRC-32 |
| ПО газоанализаторов АНКАТ-410-16 | An-kat 410T.hex | 4.0 | F66282B9 | CRC-32 |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «А» в соответствии с МИ 3286-2010. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО СИ и измеренных данных.
Внешний вид газоанализаторов показан на рисунке 2.
Рисунок 2 - Внешний вид газоанализаторов
Схема пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение мест для нанесения оттисков клейм приведена на рисунке 3.
Стрелками указаны места пломбировки от несанкционированного доступа Рисунок 3 - Схема пломбировки газоанализаторов от несанкционированного доступа и обозначение мест для нанесения оттисков клейм
Технические характеристики
а) метрологические характеристики газоанализаторов
Номинальная функция преобразования газоанализаторов по каждому каналу измерений имеет вид:
I = 1н + КпЧАвх - Ан), (1)
где I - выходной токовый сигнал газоанализаторов, мА;
IH - нижний предел диапазона выходного токового сигнала, равный:
- 0 мА для выходного токового сигнала 0 - 5 мА;
- 4 мА для выходного токового сигнала 4 - 20 мА;
Авх - содержание определяемого компонента на входе газоанализатора, объемная доля, % (объемная доля, млн-1, мг/м3);
Ан - значение, соответствующее нижнему пределу диапазона измерений, объемная доля, %
(объемная доля, млн-1, мг/м3);
Kn - номинальный коэффициент преобразования, определяемый по формуле
Кп=(1в — 1н)/(Ав — Ан), (2)
где 1в - верхний предел диапазона выходного токового сигнала, равный:
- 5 мА для выходного токового сигнала 0 - 5 мА;
- 20 мА для выходного токового сигнала 4 - 20 мА;
Ав - верхний предел диапазона измерений, объемная доля, % (объемная доля, млн-1, мг/м3).
Диапазоны измерений и диапазоны показаний соответствуют данным, приведенным в таблице 3.
| Канал измерений | Единица физической величины | Диапазон измерений (диапазон показаний) | Цена единицы младшего разряда индикации | Участок диапазона измерений, в котором нормируется основная погрешность | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсолютная | относительная | приведенная |
| О2 | объемная доля, % | 0 - 21 (0 - 21) | 0,01 | 0 - 5 | ± 0,2 | _ | _ |
| 5 - 21 | ± 0,4 |
| СО | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 200 (0 - 200) | 1 | 0 - 20 | ± 5,0 | _ | _ |
| 20 - 200 | ± (5+0,06(Свх-20)) |
| СО | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 2000 (0 - 4000) | 1 | 0 - 2000 | ± 10 | ± 5 %*) | _ |
| СО | объемная доля, % | 0 - 0,5 (0 - 0,5) | 0,001 | 0 - 0,5 | _ | _ | ± 5 % |
| NO | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 200 (0 - 200) | 1 | 0 - 50 | ± 5 | _ | _ |
| 50 - 200 | ± (5+0,1(Свх-50)) |
| NO | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 2000 (0 - 2000) | 1 | 0 - 100 | ±10 | _ | _ |
| 100 - 2000 | ± (10+0,1(Свх-100)) |
| NO | объемная доля, % | 0 - 0,4 (0 — 0,4) | 0,001 | 0 - 0,4 | _ | _ | ± 10 % |
| NO2 | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 140 (0 - 140) | 1 | 0 - 140 | _ | _ | ± 15 % |
| SO2 | объемная „ -1 доля, млн | 0 - 200 (0 - 200) | 1 | 0 - 50 | ± 10 | _ | _ |
| 50 - 200 | ± (10+0,1(Свх-50)) |
| SO2 | объемная доля, млн-1 | 0 - 3000 (0 - 3000) | 10 | 0 - 3000 | ± 20*) | ± 10 %*) | _ |
| H2S | мг/м3 | 0 - 40 (0 - 150) | 0,1 | 0 - 40 | ± 2*) | ± 25 %*) | _ |
| НС1 | мг/м3 | 5 - 30 (0 - 150) | 0,1 | 5 - 30 | _ | ± 25 % | _ |
Продолжение таблицы 3
| Канал измерений | Единица физической величины | Диапазон измерений (диапазон показаний) | Цена единицы младшего разряда индикации | Участок диапазона измерений в котором нормируется основная погрешность | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсолютная | относительная | приведенная |
| NH3 | мг/м3 | 0 - 150 (0 - 150) | 1 | 0 - 20 | ± 5 | _ | _ |
| 20 - 150 | ± (5+0,25(Свх-20)) |
| NH3 | мг/м3 | 0 - 2000 (0 - 2000) | 10 | 0 - 2000 | ± 50 ) | ± 25 % ) | _ |
| С12 | мг/м3 | 0 - 25 (0 - 25) | 0,01 | 0 - 25 | ± 0,25 ) | ± 25 % ) | _ |
| СО2 | объемная доля, % | 0 - 30 (0 - 30) | 0,1 | 0 - 30 | _ | _ | ± 5 % |
| LCH | объемная доля, % | 0 - 0,05 (0 - 0,05) | 0,0001 | 0 - 0,05 | _ | _ | ± 5 % |
Примечания
1 Свх - содержание определяемого компонента на входе газоанализатора, объемная доля, % (объемная доля, млн-1, мг/м3).
2 ) - берется большее значение основной погрешности из дух вычисленных.
лист 8
всего листов 11
Диапазон показаний по каналу вычислений коэффициента избытка воздуха - от 0,5 до 9,9.
Газоанализаторы обеспечивают вычисление объемной доли диоксида углерода в анализируемой газовой среде Асо2, % по формуле
Асо2=КТОШт (1 — Ао2/20,9), (3)
где Ктопл - топливный коэффициент;
Ао2 - содержание кислорода в анализируемой газовой среде, объемная доля, %.
Вычисление объемной доли диоксида углерода обеспечиваться в газоанализаторах, в которых отсутствует канал измерений СО2 и присутствует канал измерений О2.
Газоанализаторы обеспечивают вычисление объемной доли суммы оксидов азота ANox %, по формуле
- при наличии канала измерений NO и при отсутствии канала измерений NO2:
ANOx = ANO + 0,5 х ANO, (4)
где ANO - содержание оксида азота в анализируемой газовой среде, объемная доля, %;
- при наличии каналов измерений NO и NO2:
AnOx = ANO + ANO2, (5)
где ANO2 - содержание диоксида азота в анализируемой газовой среде, объемная доля, %.
Вид выходного кода по каналам связи RS232, RS485 - двоично-десятичный.
Разрядность кода - 6. Цена единицы младшего разряда кода (объемная доля (% или млн-1), массовая концентрация, мг/м3) в зависимости от верхнего предела диапазона измерений:
- 0,001 - для значения верхнего предела в диапазоне от 0,5 до 1,0;
- 0,01 - для значения верхнего предела в диапазоне от 1,0 до 100;
- 0,1 - для значения верхнего предела в диапазоне от 100 до 1000;
- 1 - для значения верхнего предела в диапазоне от 1000 до 10000.
б) характеристики погрешности газоанализаторов
Пределы допускаемой основной погрешности по каналам измерений соответствуют данным, приведенным в таблице 3.
Предел допускаемой вариации показаний и выходного сигнала газоанализаторов - 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.
в) характеристики чувствительности газоанализаторов к влияющим величинам
Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси от 5 до 45 °С на каждые 10 °С от температуры, при которой определялась основная погрешность - 0,6 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов при изменении атмосферного давления на каждые 3,3 кПа в диапазоне от 84 до 106,7 кПа (от 630 до
800 мм рт.ст.) от номинального значения давления (101,3 ± 4) кПа ((760 ± 30) мм рт.ст.) - 1,0 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.
Газоанализаторы устойчивы к изменению относительной влажности анализируемой газовой среды до 95 % при температуре 30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги.
Газоанализаторы устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации частотой от 10 до 55 Гц с амплитудой 0,35 мм.
Газоанализаторы устойчивы к перегрузке по содержанию определяемого компонента, превышающей на 20 % верхний предел диапазона измерений, в течение 5 мин.
Время восстановления показаний после снятия перегрузки - не более 20 мин.
Газоанализаторы устойчивы к изменению параметров электропитания.
г) динамические характеристики газоанализаторов
лист 9
всего листов 11
Пределы допускаемого времени установления показаний Т0,9д (без учета времени транспортирования и подготовки пробы) соответствует данным, указанным в таблице 4.
Таблица 4
| Канал измерений | Пределы допускаемого времени установления показаний Т0,9д, с |
| O2 | 30 |
| LCH, CO, NO, SO2, H2S | 60 |
| NO2, СО2 | 90 |
| CI2 | 120 |
| ЫНз, НС1 | 180 |
Предел допускаемого интервала времени работы газоанализаторов без корректировки показаний - не менее 6 месяцев.
д) технические характеристики газоанализаторов
Электрическое питание газоанализаторов осуществляется переменным током с напряжением (230+23-43) В частотой (50 ± 1) Гц.
Мощность, потребляемая газоанализаторами - не более 40 В-А.
Время прогрева - не более 60 мин.
Габаритные размеры газоанализаторов, мм, не более:
длина - 485, ширина - 215, высота -285.
Масса газоанализаторов - не более 15 кг.
Условия эксплуатации газоанализаторов:
- диапазон температуры окружающей среды - от 5 до 45 °С;
- диапазон атмосферного давления - от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);
- диапазон относительной влажности воздуха - до 95 % при температуре 30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги;
- вибрация частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой не более 0,35 мм;
- размещение газоанализатора на высоте до 1000 м над уровнем моря;
- содержание пыли - не более 10 мг/м3, степень загрязнения 1 по ГОСТ Р 52319-2005;
- окружающая среда - невзрывоопасная.
По устойчивости к воздействию климатических условий газоанализаторы соответствуют климатическому исполнению УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150-69, для работы при температуре от 5 до 45 °С.
Газоанализаторы относятся к изделиям третьего порядка по ГОСТ Р 52931-2008.
Степень защиты газоанализаторов по ГОСТ 14254-96 - IP20.
По устойчивости к механическим воздействиям газоанализаторы относятся к группе N2 по ГОСТ Р 52931-2008.
Газоанализаторы относятся к оборудованию класса Б по ГОСТ Р 51522-90.
Средний полный срок службы газоанализаторов - не менее 10 лет (без учета среднего срока службы ЭХЯ).
Средняя наработка на отказ газоанализаторов с учетом технического обслуживания в условиях эксплуатации - не менее 15000 ч.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на:
- табличку, расположенную на боковой поверхности газоанализаторов, методом фо-тохимпечати;
- титульный лист (центр листа) руководства по эксплуатации ИБЯЛ.413252.001РЭ типографским способом.
Комплектность
Газоанализатор АНКАТ-410 (согласно исполнению) - 1 шт.
Руководство по эксплуатации - 1 экз.
Методика поверки - 1 экз.
Ведомость эксплуатационных документов - 1 зкз.
Ведомость ЗИП - 1 шт.
Комплект ЗИП - 1 шт.
Дополнительное оборудование поставляется по отдельному заказу.
Поверка
осуществляется по документу «Газоанализаторы АНКАТ-410. Методика поверки» ИБЯЛ.413252.001МП, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 27 декабря 2011 г.
Основные средства поверки:
1) ГСО-ПГС, выпускаемые в баллонах под давлением состава:
а) по ТУ 6-16-2956-92:
- O2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3724-87, 3726-87;
- СО-воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 4265-88, 5004-89, 7590-99);
- CO2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3777-87, 3779-87, 3810-87, 3811-87, 3814-87;
- NO-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 4017-87, 4021-87, 4022-87, 4027-87, 8736-2006, 8740-2006;
- SO2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 5894-91, 5893-91, 7690-99;
- ЫНз-воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 7920-2001, 7921-2001; CH4-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3872-87;
б) по ТУ 2111-001-00226247-2010 - СО-воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5004-89);
2) азот газообразный особой чистоты по ГОСТ 9293-74; воздух кл.1 по ГОСТ 17433-80;
3) ПГС полученные с генератора ГДП-102 ИБЯЛ.413142.002ТУ с использованием источника микропотока ИБЯЛ.418319.013 ТУ-2001:
- H5S «ИМ03-М-А2», 6 мкг/мин, 30/35 °С;
- Cl2 «ИМ09-М-А2», (7 - 15) мкг/мин, 30 °С;
- SO2-N2 «ИМ05-М-А2», (2 - 12) мкг/мин; 40 °С;
- NO2-N2 «ИМ01-0-Г2», (0,3 - 6) мкг/мин; 30 °С;
4) ПГС полученные с установки для приготовления ПГС состава NH3 с воздухом 368УО-И22 ИБЯЛ.064444.001;
5) ПГС полученные с установки для приготовления ПГС состава NH3 с воздухом 368УО-И2000 ИБЯЛ.064444.002;
6) ПГС полученные с установки для приготовления ПГС состава НС1 с воздухом R2003;
7) генератор ГДП-102 ИБЯЛ.413142.002ТУ, относительная погрешность значений массовой концентрации ПГС, получаемых с генератора ±8 %.
34208-07
