Назначение
Газоанализаторы ОПТИМУС (далее - газоанализаторы) предназначены для автоматического непрерывного измерения довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров, объемной доли токсичных газов, диоксида углерода в окружающей атмосфере, и передачи полученной информации внешним устройствам в аналоговом и цифровом виде.
Описание
Принцип действия газоанализаторов:
- оптический инфракрасный, основанный на поглощении молекулами определяемого газа энергии светового потока в инфракрасной области спектра;
- электрохический, основанный на изменении электрических параметров электродов, находящихся в контакте с электролитом, в присутствии определяемого газа.
Газоанализаторы являются одноканальными стационарными автоматическими приборами непрерывного действия.
Способ отбора пробы - диффузионный.
Выходными сигналами газоанализаторов являются:
- показания цифрового светодиодного дисплея;
- аналоговый выходной сигнал от 4 до 20 мА/HART;
- цифровой RS-485 MODBUS®RTU;
- дискретные сигналы в виде «сухих» контактов группы реле.
Конструктивно газоанализаторы представляют собой конструкцию связанных между собой частей: преобразователя газового (ПГ) и трансмиттера.
Трансмиттер представляет собой металлический взрывозащищенный корпус с прозрачной крышкой, на боковой поверхности которого устанавливается через резьбовое соединение преобразователь газовый. В трансмиттер устанавливается клеммная плата для монтажа сигнальных проводов и проводов питания, соединения с ПГ; и электронный модуль (блок индикации).
ПГ имеет в своем составе оптический инфракрасный или электрохимический сенсор (в зависимости от исполнения), обеспечивающий формирование сигнала, содержащего информацию об измеренной концентрации определяемого газа.
На лицевой панели электронного модуля установлен цифровой OLED-дисплей для отображения концентрации анализируемого газа и 4-х цветный светодиодный индикатор режима/состояния работы газоанализатора с поясняющими надписями соответствующего цвета: «НОРМА», «ЗАГАЗОВАННОСТЬ», «НЕИСПРАВНОСТЬ» и «СЕРВИС». Электронный модуль установлен в защитный пластиковый корпус.
Опционально ПГ может быть вынесен и подключен к трансмиттеру через взрывозащищенную клеммную коробку.
Газоанализаторы имеют встроенную энергонезависимую флэш-память микроконтроллера с записанными градуировочными коэффициентами.
Настройка нулевых показаний и чувствительности газоанализаторов может осуществляться с помощью магнитного интерфейса.
В газоанализаторах имеются три независимых реле, переключаемых по превышению предупредительного и аварийного порога, а также при возникновении неисправности. Имеется возможность настраивать концентрационные пороги переключения реле по интерфейсам RS-485 и HART.
Конструктивное исполнение газоанализаторов ОПТИМУС ХХ-YY-Z, где
ХХ - обозначение типа сенсора ([ИК] - оптический инфракрасный; [ЭХ]-электрохимический);
YY - обозначение определяемого компонента ([01]-метан (СН4); [02]-пропан (С3Н8);
[03] - метанол (СН3ОН); [04] - диоксид углерода (С02); [05, 06, 07, 08] - сероводород (Н2Б); [09]- оксид углерода (CO));
Z - обозначение материала корпуса ([А]-алюминиевый сплав; [С]-нержавеющая сталь). Общий вид газоанализаторов, схема пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид газоанализатора ОПТИМУС и схема пломбировки от
несанкционированного доступа
Программное обеспечение
Встроенное программное обеспечение (ПО) газоанализаторов ОПТИМУС выполняет следующие функции:
- сбор и обработку сигналов, измеренных ИК или ЭХ сенсором, температурным датчиком и преобразованных через АЦП;
- расчет концентрации измеряемого компонента в атмосфере рабочей зоны;
- самодиагностику электронной схемы и проверку исправности чувствительных элементов с переходом в режим «НЕИСПРАВНОСТЬ» при обнаружении неисправностей;
- формирование выходных аналогового и цифрового сигналов, управление реле;
- обеспечение магнитного интерфейса, Hart интерфейса;
- отображение информации на дисплее, сигнальном сетодиоде.
Внешнее ПО представлено тестовой программой (утилитой) Optimus_Test. Тестовая программа позволяет производить настройки параметров обмена, значений порогов срабатывания, концентрационную калибровку.
Уровень защиты ПО газоанализаторов «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Идентификационные данные ПО газоанализаторов указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Optimus Test |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже Ver. 2.01 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | - |
Таблица 2 - Наименования определяемых компонентов, диапазоны измерений, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности газоанализаторов с оптическим инфракрасным сенсором_
| Определяемый компонент | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности |
| довзрывоопасной концентрации, % НКПР | объемной доли, % | довзрывоопасной концентрации, % НКПР | объемной доли, % |
| Метан (СН4) | от 0 до 100 | от 0 до 4,4 | ±3 | ±0,13 |
| Пропан (С3Н8) | от 0 до 100 | от 0 до 1,7 | ±3 | ±0,05 |
| Метанол (СН3ОН) | от 0 до 50 | от 0 до 2,75 | ±5 | ±0,28 |
| Диоксид углерода (С02) | - | от 0 до 2 | - | ±0,10 |
| Примечания: 1. Значения НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени) в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002; 2. Диапазон показаний газоанализаторов от 0 до 100 % НКПР вне зависимости от исполнения; 3. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности газоанализаторов нормированы для смесей, содержащих только один горючий компонент. |
Таблица 3 - Наименования определяемых компонентов, диапазоны измерений, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности газоанализаторов с электрохимическим сенсором_
| Определяемый компонент | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности |
| объемной доли, -1 млн | массовой концентрации, мг/м3 | объемной доли, -1 млн | массовой концентрации, мг/м3 |
| Сероводород (Н2Б) | от 0 до 7,1 | от 0 до 10 | ±1 | ±1,4 |
| от 0 до 20 | от 0 до 28,3 | ±2 | ±2,8 |
| от 0 до 50 | от 0 до 70,7 | ±3 | ±4,3 |
| от 0 до 100 | от 0 до 141,3 | ±5 | ±7,1 |
| Оксид углерода (CO) | от 0 до 100 | от 0 до116,2 | ±10 | ±12 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации выходного сигнала, в долях от предела допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды от нормальной в диапазоне рабочих температур, на каждые 10 °С, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,8 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения относительной влажности окружающей среды в диапазоне рабочих условий, на каждые 10 %, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,3 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения напряжения питания в пределах от 18 до 32 В, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,2 |
| Изменения выходных сигналов за 24 ч непрерывной работы, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Время установления выходного сигнала Т0,9, с, не более: -инфракрасный оптический сенсор ИК (ПГО) -электрохимический сенсор ЭХ (ПГЭ) | 20 100 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Время прогрева, с, не более | 120 |
| Время срабатывания при превышении порогов сигнализации, с, не более | 0,5 |
| Параметры электрического питания: -напряжение постоянного тока, В -номинальное напряжение питания постоянного тока, В | от 18 до 32 24 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 4,5 |
| Выходной сигнал: - аналоговый токовый, мА - цифровой - дискретные (контакты реле): -напряжение постоянного тока, В -напряжение переменного тока, В -постоянный ток, А -переменный ток, А | от 4 до 20/HART RS-485 Modbus® RTU 60 125 1 1 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - длина - высота - ширина | 260 130 150 |
| Масса, кг, не более: - в корпусе из алюминиевого сплава - в корпусе из нержавеющей стали | 2,5 4,2 |
| Условия эксплуатации (рабочие условия): - температура окружающего воздуха, °С - для ИК-сенсора - для ЭХ-сенсора - относительная влажность (без образования конденсата), % - атмосферное давление, кПа | от -60 до +75 от -40 до +60 от 20 до 98 от 80 до 120 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100 000 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 | IP 67 |
| Маркировка взрывозащиты | 1 Ex d [ib] 11С T4 Gb X |
Знак утверждения типа
наносится на шильд, закрепленный на газоанализаторе методом шелкографии, а также на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор ОПТИМУС | ПДАР.413311.103 | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | ПДАР.413311.103РЭ | 1 * 1 экз. |
| Паспорт | ПДАР.413311.103ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 30-221-2019 | 1 * 1 экз. |
| Магнит для установки «нуля» | - | 1 * 1 шт. |
| Комплект принадлежностей (Ех-кабельный ввод, Ех-заглушка, Адаптер ПГС) | - | * 1 шт. |
| Упаковка | ПДАР.413935.018 | 1 шт. |
| * 1 1 экз. в один адрес поставки |
Поверка
осуществляется по документу МП 30-221-2019 «ГСИ. Газоанализаторы ОПТИМУС. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 26 июля 2019 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы - поверочные газовые смеси (ГСО-ПГС): ГСО 10540-2014 (СН4 - воздух), ГСО 10540-2014 (С3Н8 - воздух), ГСО 10540-2014 (СНзОН-воздух), ГСО 10540-2014 (СО2 - воздух), ГСО 10540-2014 (^S - воздух), ГСО 10540-2014 (СО- воздух);
- рабочий эталон единицы постоянного электрического напряжения 3 разряда в
-2 3
диапазоне значений от 110 до 110 В по ГОСТ 8.027-2001, постоянного электрического тока 2 разряда в диапазоне значений от 110-2 до 3 А по Приложению к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 октября 2018 № 2091 (мультиметр цифровой 34410А, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 33921-07).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых газоанализаторов с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на паспорт и/или на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы
Перечень 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 (Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 9 сентября 2011 г. № 1034н)
Приказ Росстандарта от 14.12.2018 № 2664 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ Р 52350.29.1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов
ТУ ПДАР.413311.103 Газоанализаторы ОПТИМУС. Технические условия
78684-20: Методика поверки МП 30-221-2019Скачать6.7 Мб
54182-13
