Назначение
Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда (далее -генераторы) предназначены для воспроизведения единицы объемной доли (массовой концентрации) определяемых компонентов, приведенных в таблице 2, и ее передачи рабочим средствам измерений в соответствии с ГОСТ 8.578-2014 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».
Описание
Принцип действия генераторов заключается в смешении потоков исходного газа от различных источников и газа-разбавителя.
Принцип действия генераторов по каналу динамического разбавления заключается в смешении потоков исходного газа и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. В качестве исходного газа используются стандартные образцы состава газовых смесей 1 го разряда в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92. Генераторы обеспечивают приготовление газовых смесей с возможностью одновременного использования от одного до четырех баллонов.
Для получения ПГС озона в воздухе в генераторе используется встроенный генератор озона, в котором озон образуется из кислорода воздуха под воздействием УФ-излучения ртутной лампы низкого давления. Содержание озона в газовой смеси на выходе генератора зависит от степени интенсивности излучения ртутной лампы. Интенсивность УФ лампы может регулироваться тремя способами:
- вручную, путем задания напряжения на лампе;
- автоматически с использованием встроенного фотодиода. В этом случае интенсивность лампы устанавливается по сигналу фотодиода в соответствии с таблицей зависимости объемной доли озона от сигнала фотодиода, находящейся в памяти прибора.
- автоматически, с помощью встроенного в генератор фотометра. В этом случае интенсивность лампы генератора озона регулируется по показаниям встроенного фотометра.
Встроенный фотометр измеряет содержание озона на выходе генератора или в смеси, подаваемой от внешнего источника. Через кювету фотометра поочередно пропускается ГС озона и поверочный нулевой газ (ПНГ). Приемник фотометра последовательно регистрирует интенсивность УФ-излучения, прошедшего через кювету с ГС (I) и ПНГ (I0). Концентрация озона в ГС пропорциональна поглощению УФ-излучения прошедшего через кювету с ГС (в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера).
Принцип титрования в газовой фазе (преобразования NO в NO2) основан на реакции взаимодействия оксида азота (NO) с озоном, поступающим от генератора озона. Содержание NO2, в получаемой на выходе генератора ГС, пропорционально содержанию озона.
В качестве газа-разбавителя используются поверочные нулевые газы (ПНГ) -очищенный воздух от генераторов нулевого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, или азот по ГОСТ 9293-74.
Генераторы осуществляют приготовление ПГС с заданным содержанием следующих компонентов: NO, NO2, N2O, NH3, SO2, H2S, CO, CO2, O2, О3, C3H8, CH4.
Конструктивно генераторы выполнены в одном блоке, в состав которого входят газовая система и устройство управления.
Г енераторы могут работать в автоматическом или ручном режимах. В автоматическом режиме задается содержание компонента в ПГС и микропроцессор рассчитывает необходимый расход газов. В ручном режиме требуемые расходы газов вводятся оператором с дисплея, расположенного на передней панели генераторов.
При помощи меню, отображаемого на дисплее генераторов, можно выбрать компонент, задать необходимую концентрацию компонента в ГС и расход, ввести значение концентрации в исходной ГС, а также получить фактическое значение концентрации и расхода.
Г енераторы имеют следующие выходные сигналы:
- показания цифрового дисплея;
- аналоговые выходы по напряжению (0-0.1, 0-1, 0-5, 0-10) В;
- цифровой выход RS-232, RS-485, Ethernet.
Внешний вид генераторов, места пломбирования от несанкционированного доступа и место нанесения знака поверки показаны на рисунке 1.
Места пломбирования
Программное обеспечение
Генераторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное фирмой-изготовителем.
Программное обеспечение осуществляет функции:
расчет, задание и поддержание объемной доли компонента на выходе генератора; отображение информации на дисплее генератора; обеспечение функционирования узлов и элементов генератора; передачу информации по интерфейсу связи с ПК;
контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных
констант;
контроль общих неисправностей (связь, конфигурация); контроль внешней связи (Ethernet, RS-232, RS-485).
Г енераторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - средний по Р 50.2.077-2014.
Влияние программного обеспечения генераторов учтено при нормировании метрологических характеристик.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | AQMS-200 |
| Номер версии (идентификационный номер)*ПО | AQMS-200.0412C.U0008.S1A.007 |
| Цифровой идентификатор ПО | 80A211CEAEA68B1B87C374FB9D8D6D8 (MD5) |
| Примечание - номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. Значение контрольной суммы, приведенное в таблице, относится только к файлу прошивки обозначенной в таблице версии. |
Технические характеристики
Метрологические характеристики генераторов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Измерительный канал | Компонент | Диапазон воспроизведения объемной доли компонента, млн-1 | Пределы допускаемой относительной погрешности*, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Фотометрический канал (канал озона) | О3 | от 0,015 до 1,0 | ±5 |
| Канал динамического разбавления | NO, NO2 | от 0,02 до 0,5 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 0,5 до 1000 | ±5 |
| ВД | от 0,15 до 0,5 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 0,5 до 1000 | ±5 |
| S О | от 0,02 до 0,5 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 0,5 до 1000 | ±5 |
| H2S | от 0,005 до 0,010 включ. | ±(5 + 60-Хгр/2-Хгс)** |
| св. 0,010 до 0,5 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 0,5 до 1000 | ±5 |
| N2O | от 1 до 100 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 100 до 1000 | ±5 |
| СО | от 1 до 100 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| св. 100 до 1000 | ±5 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| | СН4, | от 1 до 100 включ. | ±(5 + 60-Хгр/Хгс) |
| Канал динамического | С3Н8 | св. 100 до 1000 | ±5 |
| разбавления | О2 | от 100 до 1000 | ±6 |
| | СО2 | от 20 до 1000 | ±7 |
| Титрование в газовой фазе | NO2 | от 0,05 до 1,00 | ±7 |
Примечания:
1)* Пределы допускаемой относительной погрешности разбавительного канала установлены при следующих условиях:
- при использовании исходных ГС - стандартных образцов состава газовых смесей 1 го разряда в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92:
NO, NO2, N2O, ЫН3, SO2, H2S в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации не более ± 4 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об);
СО, СН4, С3Н8, CO2, в азоте (воздухе), О2 в азоте с относительной погрешностью аттестации не более ±3 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об.), объемная доля углеводородов в исходной ГС не должна превышать 50 % НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени), значения которых приведены в ГОСТ Р 52136-2003;
- при использовании в качестве газа-разбавителя:
а) очищенного воздуха от генераторов нулевого воздуха AQMS модели 100 фирмы «Focused Photonics Inc.» (или других генераторов нулевого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, с аналогичными характеристиками) для следующих диапазонов:
О3, NO, NO2, NB^ SO2, H2S в диапазоне до 1 млн-1;
СН4, С3Н8, СО, N2O в диапазоне до 10 млн-1;
б) очищенного воздуха от генераторов чистого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, азота газообразного особой чистоты по ГОСТ 9293-74 для остальных диапазонов (кроме CO2 и O2);
в) очищенного воздуха, полученного от генератора чистого воздуха, с содержанием CO2 не более 1 млн-1или азота газообразного особой чистоты по ГОСТ 9293-74 (для CO2);
г) азота газообразного особой чистоты марки 5.8 по ТУ 2114-007-53373468-2008 (для O2).
2) ХГр и ХГС - нормированное содержание компонента в газе-разбавителе и содержание компонента, подлежащее воспроизведению, соответственно, млн-1.
3)** При условии введения в рассчитанное значение концентрации поправки, равной 0,25 ppb.
| Параметр | Значение |
| Диапазоны расходов газа-разбавителя, дм3/мин | от 0,5 до 5 от 1 до 10 от 2 до 20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установления расхода газа-разбавителя, % | ±2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания расхода газа-разбавителя в течение 2 ч непрерывной работы, % | ±1 |
| Диапазоны расходов исходной газовой смеси, см3/мин | от 5 до 50 от 10 до 100 от 20 до 200 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установления расхода исходной газовой смеси, % | ±2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания расхода исходной газовой смеси в течение 2 ч непрерывной работы, % | ±1 |
| Диапазон коэффициентов разбавления | от 5 до 2000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента разбавления, % | ±3 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 8 |
| Время прогрева генератора, мин, не более: | 30 |
Габаритные размеры, масса и потребляемая мощность приведены в таблице 4. Таблица 4 - Габаритные размеры, масса и потребляемая мощность_
| Габаритные размеры, мм, | Масса, кг, | Потребляемая мощность, |
| не более | не более | В А, не более |
| Длина: 600 | | |
| Ширина: 485 | 18 | 275 |
| Высота: 180 | | |
Таблица 5 - Технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Питание генераторов осуществляется от сети переменного тока: - напряжением, В - частотой, Гц | 230±23 50±1 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), часов | 6000 |
| Средний срок служб, лет, не менее | 8 |
| Условия эксплуатации: »-» о/"ч - температура окружающей воздуха, С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от 15 до 25 от 45 до 80 от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус генератора и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки генераторов входят:
1 Генератор газовых смесей модели 200 - рабочий эталон 1-го разряда
1 шт. 1 экз. 1 экз.
2 Руководство по эксплуатации (с дополнением)
3 Методика поверки МП-242-1873-2015
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1873-2015 «Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 22 октября 2015 г.
Основные средства поверки:
- комплексы, входящие в состав Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;
- эталоны сравнения - газовые смеси в баллонах под давлением и источники микропотоков газов и паров с содержанием определяемых компонентов по ГОСТ 8.578-2014.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе «Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда. Руководство по эксплуатации».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к генераторам газовых смесей AQMS модели 200 - рабочим эталонам 1-го разряда
1 ГОСТ 8.578-2014 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».
2 Техническая документация фирмы - изготовителя.
63974-16: Методика поверки МП-242-1873-2015Скачать792.0 Кб