Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК

Назначение

Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК предназначены для измерений довзрыво-опасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей, а также объемной доли диоксида углерода в смеси с воздухом или азотом, а также передачи измерительной информации внешним устройствам в аналоговой и цифровой форме.

Описание

Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК (далее - газоанализаторы) являются стационарными одноканальными приборами непрерывного действия.

Принцип действия - оптический абсорбционный, основанный на поглощении молекулами определяемого компонента инфракрасного излучения в соответствующей области длин волн. Используется дифференциальный двухволновой метод регистрации, позволяющий устранить влияние паров воды, загрязнения оптических элементов и прочих неселективных помех, одинаково влияющих на оба канала

Отбор пробы - диффузионный.

Выпускаются две основные модели газоанализаторов:

-    Оптик ИК - без отсчетного устройства;

-    Оптимус ИК - с отсчетным устройством в виде светодиодного дисплея.

Каждая модель выпускается в нескольких исполнениях, отличающихся градуировкой на определяемый компонент и материалом корпуса. Обозначение исполнения газоанализатора имеет вид: Оптик ИК-YY-X (Оптимус ИК-YY-X), где YY - код определяемого компонента, X - код материала корпуса газоанализатора (А - алюминий, С - нержавеющая сталь).

Конструктивно газоанализаторы состоят из следующих модулей:

-    Оптик ИК - датчик инфракрасный оптический, узел сопряжения с датчиком, электронный модуль;

-    Оптимус ИК - преобразователь газовый оптический (ПГО) и трансмиттер, соединенные резьбовым соединением.

Корпус газоанализатора может быть выполнен из алюминия или нержавеющей стали. Корпус имеет резьбовую крышку со смотровым окном из стекла и кабельные вводы для подключения ПГО (для Оптимус ИК) или датчика инфракрасного оптического (для Оптик ИК), а также линий электрического питания и информационных линий.

На лицевой панели газоанализатора (под крышкой) расположены:

-    для модели Оптик ИК - 4 светодиода («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485») и органы управления для бесконтактного магнитного инструмента «Уст. «0» и «Калибр.»;

-    для модели Оптимус ИК - четырехсимвольный семисегментный светодиодный дисплей, 4 светодиода («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485») и органы управления для бесконтактного магнитного инструмента «Уст. «0» и «Калибр.».

Корпус газоанализаторов имеет 2 кабельных ввода для подключения линий электрического питания и информационных линий.

Датчик оптический инфракрасный газоанализатора Оптик ИК производит преобразование значений содержания определяемого компонента на входе в цифровой сигнал, интерфейс UART. Формирование аналогового выходного сигнала (4-20) мА, цифрового выходного сигнала RS-485 и релейных выходных сигналов осуществляется электронным модулем газоанализатора.

ПГО, содержащий датчик инфракрасный оптический и узел сопряжения с датчиком, газоанализатора Оптимус ИК производит преобразование значений содержания определяемого компонента на входе в аналоговый выходной сигнал (4-20 мА), а также цифровой сигнал

HART и UART. Данные интерфейса HART и аналоговый выходной сигнал передаются трансмиттером на внешние линии газоанализатора без изменений, а данные UART преобразуются в данные интерфейса RS-485 MODBUS®, отображаются на встроенном цифровом четырёхсимвольном дисплее, а также используются для формирования выходных сигналов двух реле превышения порогов по содержанию определяемого компонента и реле диагностики.

Газоанализаторы обеспечивают выходные сигналы:

-    цифровой, RS-485, протокол Modbus™;

-    унифицированный аналоговый выходной токовый сигнал постоянного тока (4-20) мА с гальванической развязкой от цепи питания, сопротивление нагрузки не более 500 Ом;

-    три релейных выхода типа «сухой контакт» («Порог 1», «Порог 2», «Неисправность»);

-    визуальная сигнализация режимов работы светодиодами на лицевой панели («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485»);

-    цифровой HART (только для Оптимус ИК);

-    показания встроенного светодиодного дисплея (только для Оптимус ИК).

Газоанализатор обеспечивает выполнение следующих основных функций:

-    непрерывное измерение содержания определяемых компонентов;

-    формирование унифицированного выходного аналогового токового сигнала постоянного тока (4 - 20) мА;

-    формирование выходного цифрового сигнала RS-485, протокол Modbus™;

-    формирование выходного цифрового сигнала HART (только для Оптимус ИК)

-    формирование релейных выходных сигналов.

Газоанализаторы соответствуют требованиям Технического регламента таможенного союза «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных зонах» (ТР ТС 012/2011), выполнены во взрывозащищенном исполнении по ГОСТ IEC 60079-1-2011, ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010, вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" и «искробезопасная цепь уровня «:1Ь»маркировка взрывозащиты:

-    Оптик ИК    1 Ex d [ib] 11С T5 Gb X

-    Оптимус ИК    1 Ex d [ib] 11С T4 Gb X

Корпус газоанализатора имеет степень защиты от доступа к опасным частям, попадания

внешних твёрдых предметов и воды IP67 по ГОСТ 14254.

Внешний вид газоанализаторов приведен на рисунках 1 и 2, места пломбировки корпуса газоанализатора от несанционированного доступа и рекомендуемые места нанесения знака поверки - на рисунке 3 (знак поверки наносится в том случае, если условия эксплуатации обеспечивают сохранность знака в течение всего интервала между поверками).

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО), разработанное изготовителем специально для решения задач измерения довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров, а также объемной доли диоксида углерода в смеси с воздухом или азотом.

ПО газоанализаторов обеспечивает следующие основные функции:

-    обработку и передачу измерительной информации от первичного измерительного преобразователя (датчика оптического инфракрасного);

-    формирование выходного аналогового сигнала (4 - 20) мА;

-    формирование цифрового выходного сигнала RS-485;

-    формирование цифрового выходного сигнала HART (только для Оптимус ИК);

-    отображение результатов измерений на встроенном дисплее (только для Оптимус ИК);

-    формирование релейных выходных сигналов;

-    самодиагностику аппаратной части газоанализатора;

- настройку нулевых показании и чувствительности газоанализатора, задание порогов срабатывания сигнализации.

а) Оптик ИК-УУ-А (корпус - окрашенный алюминий)

б) Оптик ИК-УУ-С (корпус - нержавеющая сталь)

Рисунок 1 - Г азоанализатор Оптик ИК, внешний вид

а) Оптимус ИК-УУ-А    б) Оптимус ИК-УУ-С

(корпус - окрашенный алюминий)    (корпус - нержавеющая сталь)

Рисунок 2 - Г азоанализатор Оптимус ИК, внешний вид

Место нанесения знака поверки

Место пломбировки головки винта крепления фланца, фиксирующего датчик

ПО газоанализатора реализует следующие расчетные алгоритмы:

1)    вычисление значений содержания определяемого компонента по данным от первичного измерительного преобразователя;

2)    вычисление значений выходного аналогового сигнала;

3)    сравнение текущих результатов измерений с заданными пороговыми уровнями срабатывания сигнализации;

4)    непрерывную самодиагностику аппаратной части газоанализатора.

ПО газоанализаторов идентифицируется посредством:

-    для модели Оптимус ИК - отображения номера версии встроенного ПО трансмиттера на дисплее при включении электрического питания или по запросу от внешних устройств через цифровой интерфейс RS-485;

-    для модели Оптик ИК - только по запросу от внешних устройств через цифровой интерфейс RS-485.

Газоанализаторы имеют возможность работы с автономным ПО «igm_term.exe», предназначенным для проведения настройки и технического обслуживания.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Влияние встроенного программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик газоанализаторов.

Газоанализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077—2014.

Технические характеристики

1) Диапазоны измерений, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности_

Продолжение таблицы 2_

Примечания:

1)    Значения НКПР в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002;

2)    * - градуировка газоанализаторов Оптик ИК-24-X, Оптимус ИК-24-X на пары нефтепродуктов осуществляется изготовителем на один из определяемых компонентов (определяется при заказе):

-    бензин автомобильный по ГОСТ Р 51313-99;

-    топливо дизельное по ГОСТ 305-82;

-    керосин по ГОСТ Р 52050-2006;

-    уайт-спирит по ГОСТ 3134-78;

-    топливо для реактивных двигателей по ГОСТ 10227-86;

-    бензин авиационный по ГОСТ 1012-72;

-    бензин неэтилированный по ГОСТ Р 51866-2002.

3)    Ввиду того, что газоанализаторы обладают чувствительностью к широкой номенклатуре органических веществ помимо указанных, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов (кроме исполнений Оптик ИК-24-X, Оптимус ИК-24-X на пары нефтепродуктов) нормированы только для смесей, содержащих только один горючий компонент._

2)    Предел допускаемой вариации выходного сигнала газоанализаторов,

в долях от предела допускаемой основной погрешности    0,2

3)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 oC,

в долях от предела допускаемой основной погрешности в диапазоне от минус 60 до плюс 75 oC:

-    для исполнений Оптик ИК-01-X ... 03 -X, Оптимус ИК-01-X...03-X    0,8

-    для остальных исполнений (кроме Оптик ИК-04-X, Оптимус ИК-04-X)    0,5 в диапазоне от минус 10 до плюс 40 oC:

-    для исполнения Оптик ИК-04-X, Оптимус ИК-04-X    1,0

4)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения атмосферного давления на каждые 3,3 кПа в пределах рабочих условий эксплуатации, в долях от предела допускаемой

основной погрешности    0,5

5)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения относительной влажности анализируемой среды,

в пределах от 20 до 95 % (без конденсации) на каждые 10 %,

в долях от пределов допускаемой основной погрешности    0,3

6)    Предел допускаемого времени установления выходного сигнала газоанализатора по уровню 0,9 (Т0,9д), с:

-    для исполнения Оптик ИК-04-X, Оптимус ИК-04-X    60

-    для остальных исполнений    30

7)    Время прогрева газоанализатора, с, не более    120

8)    Электрическое питание газоанализатора осуществляется постоянным током напряжением, В

-    Оптик ИК    от 5 до 32

-    Оптимус ИК    от 12 до 36

9)    Максимальная электрическая мощность, потребляемая газоанализатором, должна быть не более, Вт

-    при температуре окружающей среды св. минус 40°С до плюс 75 °С    1

-    при температуре окружающей среды ниже минус 40°С (включён дополнительный подогрев внутренних элементов

газоанализатора, мощность нагревателя - не более 10 Вт)    11

У словия эксплуатации Диапазон температуры окружающей среды, oC

-    для исполнений Оптик ИК-04-X, Оптимус ИК-04-X    от минус 10 до плюс 40

-    для остальных исполнений    от минус 60 до плюс 75 Примечание: при подаче электрического питания

при температуре не ниже минус 55 oC.

Относительная влажность, %    от 20 до 95, без конденсации влаги

Диапазон атмосферного давления, кПа    от 80 до 120

Знак утверждения типа

наносится методом термотрансферной печати на табличку, размещаемую на боковой стороне корпуса газоанализатора, и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.

Комплектность

Комплект поставки газоанализаторов Оптик ИК, Оптимус ИК приведён в таблицах3, 4.

Таблица 3 - Комплект поставки газоанализаторов Оптик ИК

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1933-2015 «Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «29»мая 2015г.

Основные средства поверки:

-    стандартные образцы состава газовые смеси состава метан - азот (ГСО 10256-2013), пропан - азот (ГСО 10262-2013), гексан - азот (ГСО 10334-2013), диоксид углерода - азот (ГСО 10241-2013), этан - азот (ГСО 10243-2013), н-бутан - азот (ГСО 10245-2013), изобутан -азот (ГСО 10332-2013), пентан - азот (ГСО 10364-2013), этилен - азот (ГСО 10247-2013), пропилен - азот (ГСО 10249-2013), оксид этилена - азот (ГСО 10383-2013), в баллонах под давлением, выпускаемые по ТУ 6-16-2956-92;

-    стандартные образцы состава газовые смеси состава метанол - азот (ГСО 10540-2014), н-гептан - азот (ГСО 10540-2014), толуол - азот (ГСО 10540-2014), бензол - азот (ГСО 10540-2014), н-октан - азот (ГСО 10540-2014), в баллонах под давлением, выпускаемые по ТУ 0272-013-20810646-2014;

-    бензин неэтилированный по ГОСТ Р 51866-2002, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, керосин по ГОСТ Р 52050-2006, уайт-спирит по ГОСТ 3134-78, топливо для реактивных двигателей по ГОСТ 10227-86, бензин автомобильный по ГОСТ Р 51866-2002, бензин авиационный по ГОСТ 1012-72;

-    рабочий эталон 1-го разряда - комплекс ГГП-1;

-    азот особой чистоты сорт 2-й по ГОСТ 9293-74 в баллоне под давлением;

-    поверочный нулевой газ (ПНГ) - воздух марки Б по ТУ 6-21-5-82 в баллоне под давлением.

Сведения о методах измерений

Методики измерений приведены в документах «Газоанализаторы Оптик ИК. Руководство по эксплуатации» ПДАР.413311.101 РЭ, «Газоанализаторы Оптимус ИК. Руководство по эксплуатации» ПДАР.413311.102 РЭ.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к газоанализаторам Оптик ИК, Оптимус ИК

1    ГОСТ Р 52350.29-1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.

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

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

4    ГОСТ 8.578-2008 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

5    Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК. Технические условия ПДАР.413311.101 ТУ.