Назначение
Генераторы газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P (далее - генераторы) предназначены для воспроизведения и передачи единицы объемной (молярной) доли компонентов в воздухе или азоте. Генераторы являются рабочими эталонами
1-го разряда в соответствии с Приказом Росстандарта от 14.12.2018 г. № 2664.
Описание
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 газовые смеси в баллонах под давлением 1-го или
2-го разряда. Генераторы обеспечивают приготовление газовых смесей с возможностью одновременного использования от одного до шести баллонов. В качестве газа-разбавителя применяется поверочный нулевой газ (ПНГ) - азот или воздух в баллонах под давлением или очищенный воздух от генераторов нулевого воздуха утвержденного типа.
Принцип действия генераторов по термодиффузионному каналу заключается в смешении потоков исходного газа, находящегося в термостате с контролируемой температурой, и газа-разбавителя, расход которого регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. В качестве исходного газа используются рабочие эталоны 1-го разряда источниками микропотоков газов и паров утвержденного типа, представляющие собой ампулу с проницаемой стенкой, заполненную жидкостью или сжиженным газом. При заданной температуре вещество диффундирует через стенку ампулы в поток газа-разбавителя с постоянной скоростью, характеризующейся производительностью источника.
Для получения ПГС озона в воздухе в генераторе используется встроенное устройство для получения озона из кислорода воздуха при воздействии УФ-излучения. Содержание озона в газовой смеси на выходе генератора зависит от степени интенсивности источника УФ-излучения - ртутной лампы.
От генератора или от внешнего источника озона ГС поступает на фотометр. Через кювету фотометра поочередно пропускается ГС озона и 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. Содержание NO2, в получаемой на выходе генератора ГС, пропорционально содержанию озона.
Генератор осуществляет приготовление поверочных газовых смесей (ПГС) с заданным содержанием следующих компонентов: NO, NO2, SO2, CO, CO2, О3, а также H2S, NH3, CH4 (углеводороды) и других компонентов по согласованию с производителем.
Конструктивно генераторы выполнены в одном блоке, в состав которого входят газовая система и устройство управления.
Генераторы имеют 2 модификации в зависимости от количества каналов приготовления
ПГС:
- модификация MGC101 имеет три канала: динамического разбавления, термодиффузионный и титрования в газовой фазе;
- модификация MGC101P (с опцией UV Photometer) имеет четыре канала: динамического разбавления, термодиффузионный, титрования в газовой фазе и озона, который имеет фотометрический блок для измерений получаемой концентрации озона.
Генераторы 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 помощью клавиатуры, расположенной на передней панели генераторов.
При помощи меню, отображаемого на дисплее генераторов, можно выбрать канал (компонент), задать необходимую концентрацию компонента в ГС и расход, ввести значение концентрации в исходной ГС, а также получить фактическое значение концентрации и расхода.
Генераторы имеют следующие выходные сигналы:
- показания цифрового дисплея;
- аналоговые выходы по току (от 0 до 20, от 4 до 20) мА и по напряжению (от 0 до 1, от 0 до 5, от 0 до 10, от 0 до 100) В;
- цифровой выход RS-232 или RS-485.
Общий вид генераторов приведен на рисунке 1.
Место пломбирования
Место нанесения знака поверки
Программное обеспечение
Генераторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное фирмой-изготовителем.
Программное обеспечение осуществляет функции:
- ввода исходных данных для генерации ГС с помощью клавиатуры;
- расчета режимов генерации и концентрации ГС на выходе генератора, вывод информации на дисплей;
- корректировки выбранного режима генерации в ручном режиме;
- контроля состояния генерации и самодиагностика в процессе генерации;
- дистанционного управления через интерфейс RS-232;
- программирования последовательности генерируемых концентрации и времени их воспроизведения в автоматическом режиме;
- вывода информации о номере модели, версии программного обеспечения и заводском номер генератора.
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик генераторов.
Генераторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО генераторов
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| MGC101 | MGC101P |
| Идентификационное наименование ПО | MGC101 | MGC101P |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 6100-1.35-01 | не ниже 6103-1.38-01 |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - |
Технические характеристики
Метрологические характеристики генераторов, приведенные в Таблице 2 для канала динамического разбавления выполняются при использовании исходных ГС - стандартных образцов состава газовых смесей в баллонах под давлением:
а) NO, NO2, SO2, H2S, N№3 в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации, приведенной в Таблице 2, объемная доля определяемого компонента в баллоне с исходной ГС не должна превышать 10 %;
б) СО и СН4 в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации, приведенной в Таблице 2, объемная доля углеводородов в исходной ГС не должна превышать 50 % НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени), значения которых приведены в ГОСТ Р МЭК 60079-20-1-2011;
Метрологические характеристики генераторов, приведенные в Таблице 2 для термодиффузионного канала выполняются при использовании источников микропотоков утвержденного типа рабочих эталонов 1-го разряда в соответствии с Государственной поверочной схемой, утвержденной приказом Росстандарта от 14.12.2018 г. № 2664.
| Измери тельный канал | Целе вые компо ненты | Диапазон воспроизведения объемной (молярной) доли целевого компонента, % | Пределы допускаемой относительной погрешности аттестации исходной ГС, % | Газ- разбави- 2) тель | Пределы допускаемой относительной погрешности заданного значения объемной доли (молярной) целевого компонента в смеси на выходе генератора, % |
| Канал озона | Оз | от 1,510-6 до 5,010-5 | - | Воздух | ±7 |
| от 5,0 10-6 до 1,010-4 | - | ±7 |
| Канал динами ческого разбав ления | NH3, NO, NO2 | от 5,0 10-6 до 1,010-3 включ. | ±(св. 2,0 до 4,0 включ.) | Воздух | ± I52 + (D(Xb)P -100)2 1) V XB |
| SO2, H2S | от 2,0 10-6 до 1,010-3 включ. |
| NO, NO2, SO2, H2S, NH3 | св. 1,010-3 до 0,1 | ±(св. 1,0 до 2,0 включ.) | Воздух, Азот | ±3,0 |
| ±(св. 2,0 до 3,0 включ.) | ±4,0 |
| ±(св. 3,0 до 4,0 включ.) | ±5,0 |
| CO, CH4 | от 2,0 10-4до 1,0 10-2 включ. | ±(св. 2,0 до 3,0 включ.) | Воздух, Азот | ± /3,52 + (D(Xb )p -100)2 1) V Xb |
| ±(св. 3,0 до 4,0 включ.) | 4,52 + ( A(Xs )P -100)2 1) |
| св. 1,010-2 до 0,1 | ±(св. 1,0 до 2,0 включ.) | Воздух, Азот | ±2,5 |
| ±(св. 2,0 до 3,0 включ.) | ±3,5 |
| ±(св. 3,0 до 4,0 включ.) | ±4,5 |
| CO2 | от 2,0 10-3 до 0,1 | ±(св. 1,0 до 2,0 включ.) | Воздух*, Азот | ±2,5 |
| ±(св. 2,0 до 3,0 включ.) | ±3,5 |
| ±(св. 3,0 до 4,0 включ.) | ±4,5 |
| Термодиффузионный канал | SO2, H2S | от 2,0 10-6 до 110-4 включ. | - | Воздух | ±8 |
| св. 110-4 до 1510-4 | - | Воздух | ±6 |
| NO2 | от 5,0 10-6 до 1,010-4 включ. | - | Воздух | ±8 |
| св. 1,010-4 до 1510-4 | - | ±6 |
| Измери тельный канал | Целе вые компо ненты | Диапазон воспроизведения объемной (молярной) доли целевого компонента, % | Пределы допускаемой относительной погрешности аттестации исходной ГС, % | Газ- разбави- 2) тель | Пределы допускаемой относительной погрешности заданного значения объемной доли (молярной) целевого компонента в смеси на выходе генератора, % |
| Термодиффузионный канал | NH3 | от 1,010-5 до 1,010-4 включ. | - | Воздух | ±8 |
| св. 1,010-4 до 1510-4 | - | ±6 |
| Канал титровани я в газовой фазе | NO2 | от 5,010-6 до 1,010-4 | - | Воздух | +7 |
| 1) Д(XB )P - абсолютная погрешность определения содержания целевого компонента (компонента В) в газе разбавителе, %; XB - требуемое значение объемной (молярной) доли компонента (компонента В) в смеси, %; 2) Источники получения газа - разбавителя: - Воздух - генератор нулевого воздуха утвержденного типа; - Воздух* - генератор нулевого воздуха утвержденного типа с объемной долей СО2 не более 1,0 млн-1; - Азот - азот газообразный особой чистоты сорт 1 по ГОСТ 9293-74 в баллонах под давлением |
Таблица 3 - Прочие метрологические характеристики генераторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон коэффициентов разбавления | от 10 до 1000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента разбавления, % | ±3 |
| Диапазон расходов газа-разбавителя, дм /мин | от 1 до 10 |
| Диапазон расходов исходной ГС, дм /мин | от 0,01 до 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установления расхода газа-разбавителя и исходной ГС, % | ±2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания расхода газа-разбавителя и исходной ГС в течение 2 ч непрерывной работы, % | ±1 |
| Номинальное значение температуры в термостате, оС | 35,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установления о/~' температуры в термостате, С | ±0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности поддержания температуры в термостате в течение 2 ч непрерывной работы, оС | ±0,1 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Объемный расход ГС на выходе генератора для термодиффузионного канала, дм3/мин | от 1 до 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установления расхода для термодиффузионного канала, % | ±2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания расхода для термодиффузионного канала в течение 2 ч непрерывной работы, % | ±1 |
Таблица 4 - Основные технические характеристики генераторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 8 |
| Время прогрева, ч, не более | 2 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - длина - ширина - высота | 635 или 380 485 180 |
| Масса, кг, не более | 15 |
| Потребляемая мощность, В • А, не более | 250 |
| Напряжение питания переменным током частотой (50±1) Гц, В | от 207 до 253 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 6000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
| Условия эксплуатации: »-» о/"ч - температура окружающей воздуха, С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 30 до 80 от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус генераторов и на титульный лист Руководства по эксплуатации. Комплектность средства измерений
Таблица 5 - Комплектность генераторов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Генератор газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P 1) | | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации (с дополнением) | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2299-2019 | 1 экз. |
| 1) Стандартные образцы состава - газовые смеси в баллонах, источники газа -разбавителя и источники микропотоков приобретаются отдельно от генератора |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2299-2019 «ГСИ. Генераторы газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 04.09.2019 г.
Основные средства поверки:
- эталонные комплексы аппаратуры для передачи размера единиц объемной (молярной) доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах, входящие в состав вторичного эталона в соответствии с Приказом Росстандарта от 14.12.2018 г. №2664;
- стандартные образцы состава газовые смеси: NО/N2 (ГСО 10545-2014), SО2/N2 (ГСО 10545-2014);
- источники микропотоков газов и паров ИМ-0 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 73671-18) NO2, SO2;
- калибратор расхода газа DryCal, модели FlexCal, исполнений L и М (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 70660-18);
- термометр сопротивления платиновый низкотемпературный ТСПН-4М (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 11567-88) в комплекте с преобразователем сигналов ТС и ТП прецизионный «Теркон» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 23245-08);
- секундомер электронный СЧЕТ-1М (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 40929-09).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на корпус генераторов или на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 14.12.2018 г. № 2664 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»
Техническая документация фирмы - изготовителя
77819-20: Методика поверки МП-242-2299-2019Скачать9.9 Мб