Назначение
Газоанализаторы кислорода люминесцентные взрывозащищенные ГКЛ-01-В (далее - газоанализаторы) предназначены для измерений молярной доли кислорода в природном газе, инертных газах, водороде и в газообразном пропане.
Описание
Принцип действия газоанализаторов - люминесцентный. Метод основан на тушении кислородом фотолюминесценции молекул органических красителей.
Газоанализаторы представляют собой стационарные одноканальные приборы непрерывного действия. К настоящему типу относятся газоанализаторы двух исполнений:
- исполнение 1 (с дисплеем) - управление осуществляется с лицевой панели газоанализатора;
- исполнение 2 (без дисплея) - управление осуществляется по сети ethernet.
Конструктивно газоанализаторы состоят из корпуса, выполненного в виде взрывонепроницаемой оболочки со смотровым окном, с установленными на нем вводами кабельными взрывозащищенными и чувствительным элементом кислорода. Внутри корпуса установлен блок электронный, соединенный с элементом чувствительным кислорода. На блоке электронном расположены клеммы подключений электрического питания, входных и выходных интерфейсов и установлен дисплей с магнитными кнопками, управляемыми магнитным стилусом.
Газоанализаторы могут быть выполнены без дисплея и смотрового окна и оснащаться внутренним аккумулятором с взрывозащищенным вводом питания.
Чувствительный элемент имеет конструкцию штуцера, обеспечивающую установку в гнездо с резьбой М20х1,5. Чувствительный элемент выдерживает избыточное давление анализируемого газа до 20 МПа.
Газоанализаторы могут оснащаться взрывозащищенным внешним датчиком давления. Датчик давления соединяется с газоанализатором и устанавливается в точку анализа, и применяется для введения поправки на давление анализируемого газа в результат измерений.
Газоанализаторы обеспечивают выполнение следующих функций:
- измерение молярной доли кислорода и отображение результатов измерений на встроенном дисплее (при его наличии);
- формирование выходного аналогового сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА;
- формирование выходного цифрового сигнала, интерфейсы RS 485, Ethernet, Wi-Fi.
Заводской номер наносится печатным способом в виде цифрового обозначения на маркировочную табличку, расположенную на боковой стенке корпуса.
Общий вид газоанализаторов представлен на рисунке 1, общий вид маркировочной таблички с местом нанесения заводского номера и знака утверждения типа - на рисунке 2.
Конструкцией газоанализатора предусмотрена пломбировка корпуса от несанкционированного доступа к чувствительному элементу (ч/э) путем пломбирования соединительного узла ч/э с корпусом оптического ввода, с применением стальной проволоки и опрессовываемой пломбы. Схема пломбировки газоанализаторов приведена на рисунке 1б.
Нанесение знака поверки на газоанализаторы не предусмотрено.
а) Исполнение 1 (газоанализатор с дисплеем)
Рисунок 1 - Общий вид газоанализаторов
б) Исполнение 2 (газоанализатор без дисплея датчиком давления)
Место нанесения заводского номера
Место нанесения знака утверждения типа
а) Исполнение 1
б) Исполнение 2
Рисунок 2 - Общий вид маркировочных табличек
Программное обеспечение
Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное изготовителем специально для обеспечения измерений молярной доли кислорода в природном газе, инертных газах, водороде и в газообразном пропане.
Встроенное программное обеспечение обеспечивает следующие основные функции:
- обработку и передачу измерительной информации от элемента чувствительного;
- расчет значений молярной доли кислорода по данным от элемента чувствительного;
- формирование аналогового и цифровых выходных сигналов;
- идентификацию ПО;
- расчет и введение поправки от давления анализируемого газа при использовании датчика давления;
- вывод на дисплей измерительной информации и навигация по меню.
ПО газоанализатора реализует следующие расчетные алгоритмы:
1) вычисление значений молярной доли кислорода по данным от элемента чувствительного;
2) вычисление значений выходного аналогового и цифрового сигналов;
3) непрерывную самодиагностику аппаратной части газоанализатора.
Газоанализатор имеет защиту программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик газоанализаторов.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | GKL-01-V |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.х.у.21) |
| 1) Номер версии записывается в виде l.x.y.z, где «1» указывает на метрологически значимую (неизменяемую) часть ПО, а x, y, z (арабские цифры от 0 до 9) описывают модификации ПО, которые не влияют на МХ СИ (интерфейс, устранение незначительных программных ошибок и т.п.). |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазоны измерений1) молярной доли кислорода (О2), млн-1 | от 0 до 200 от 0 до 500 от 50 до 10000 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, млн-1, в диапазоне измерений: - от 0 до 200 млн-1 - от 0 до 500 млн-1 - от 50 до 10000 млн-1 | ±(0,15+0,05^Свх)2) ±(0,4+0,04Сх) ±(7,5+0,03^Свх) |
| Предел допускаемой вариации выходного сигнала, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | 0,3 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды от значения, при котором определялась основная погрешность, в пределах условий эксплуатации на каждые 10 °С, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Пределы допускаемого изменения показаний за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения относительной влажности окружающей среды от значения, при котором определялась основная погрешность, в пределах условий эксплуатации, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,2 |
| Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности от влияния изменения атмосферного давления от значения, при котором определялась основная погрешность, в пределах условий эксплуатации, на каждые 4,0 кПа, млн-1 | ±(0,04Пвх)3) |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния неизмеряемых компонентов, перечень и содержание которых в анализируемом газе указаны в Таблице 3, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,4 |
| Время прогрева, мин, не более | 15 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала То,9, с | 60 |
| Нормальные условия измерений: - диапазон температуры окружающей среды, оС - относительная влажность окружающей среды, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от +15 до +25 до 80 от 98 до 106,7 |
| 1) Диапазон измерений определяется при заказе газоанализатора, устанавливается производителем и не может быть изменен пользователем в процессе эксплуатации. 2) Свх - молярная доля кислорода на входе газоанализатора, млн-1. 3) Для газоанализаторов без компенсации по давлению. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон напряжения питания постоянным током, В | от 10 до 30 |
| Емкость аккумулятора, мА^ч, не менее1) | 3100 |
| Потребляемая электрическая мощность, Вт, не более | 30 |
| Маркировка взрывозащиты2) | 1Ex db ПС T6 Gb X |
| Степень защиты от внешних воздействий3) | IP65 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, оС - диапазон относительной влажности окружающей среды, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от -40 до +50 от 10 до 98 от 84 до 120 |
| Параметры анализируемой газовой среды: - диапазон температуры, оС - диапазон абсолютного давления, кПа - диапазон объемного расхода, дм3/мин | от -40 до +50 от 84 до 120 от 0,1 до 5 |
| Максимальное избыточное давление анализируемого газа, МПа | 20 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры, мм, не более: | |
| - длина | 210 |
| - ширина | 260 |
| - высота | 140 |
| Масса, кг, не более | 2,5 |
| Содержание неизмеряемых компонентов, млн-1, не более: | |
| - сероводород (KiS) | 50 |
| - меркаптановая сера (TRS) | 50 |
| - диоксид углерода (СО2) | 30000 |
| - пары воды (Н2О) | 200 |
| 1) При наличии. 2) По ГОСТ 31610.0-2014 (IEC 60079-0:2011). 3) По ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013). | |
Таблица 4 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 40000 |
Знак утверждения типа
наносится печатным способом на титульные листы Руководства по эксплуатации и паспорта и маркировочную табличку, расположенную на боковой стенке корпуса.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность газоанализаторов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор кислорода люминесцентный взрывозащищенный | ГКЛ-01-В | 1 шт. |
| Датчик давления1) | ОВЕН ПД100 или ОВЕН ПД100И | 1 шт. |
| Стилус2) | - | 1 шт. |
| Зарядное устройство3) | - | 1 шт. |
| Чемодан для переноски3) | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | ШДЕК.413324.007 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | ШДЕК.413324.007 ПС | 1 экз. |
| Взрывозащищенные кабельные вводы ATELEX серий АК, АКР, АС, НК, НН, НС, РК, СК, ТК, ТКР. Руководство по эксплуатации | АЕКВ.152325.001 РЭ | 1 экз. |
| 1) Поставляется по отдельному заказу. 2) Для газоанализаторов с дисплеем. 3) Для газоанализаторов с аккумулятором. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «Использование по назначению» документа ШДЕК.413324.007 РЭ «Газоанализатор кислорода люминесцентный взрывозащищенный ГКЛ-01-В. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;
ГОСТ 13320-81 «Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия»;
ШДЕК.413324.007 ТУ «Газоанализатор кислорода люминесцентный взрывозащищенный ГКЛ-01-В. Технические условия».
810-53