Назначение
рН-метр МАРК-902 (в дальнейшем - рН-метр) предназначен для непрерывного измерения активности ионов водорода (рН) и температуры (°С) водных растворов, а также ЭДС (мВ) рН-электродов.
Описание
рН-метр МАРК-902 представляет собой двухканальный измерительный прибор, имеющий следующие исполнения:
- МАРК-902 с блоком преобразовательным щитового исполнения ВР31.01.000, блоком датчиков БД-902 ВР31.02.000, электродом стеклянным ЭС-10601/7 и электродом сравнения ЭСр-10106-3,0;
- МАРК-902/1 с блоком преобразовательным настенного исполнения ВР43.01.000, блоком датчиков БД-902 ВР31.02.000, электродом стеклянным ЭС-10601/7 и электродом сравнения ЭСр-10106-3,0;
- МАРК-902А с блоком преобразовательным щитового исполнения ВР31.01.000, блоком датчиков БД-902А ВР31.02.000-01, электродом стеклянным комбинированным ЭСК-10617/7 или комбинированным pH-электродом с гелевым заполнением, тип 201020/51-1004-22-120/000;
- МАРК-902А/1 с блоком преобразовательным настенного исполнения ВР43.01.000, блоком датчиков БД-902А ВР31.02.000-01, электродом стеклянным комбинированным ЭСК-10617/7 или комбинированным pH-электродом с гелевым заполнением, тип 201020/51-1004-22-120/000;
- МАРК-902МП с блоком преобразовательным щитового исполнения ВР31.01.000, блоком датчиков БД-902МП ВР43.02.000, электродом стеклянным комбинированным ЭСК-10617/7 или комбинированным pH-электродом с гелевым заполнением, тип 201020/51-1004-22-120/000;
- МАРК-902МП/1 с блоком преобразовательным настенного исполнения ВР43.01.000, блоком датчиков БД-902МП ВР43.02.000, электродом стеклянным комбинированным ЭСК-10617/7 или комбинированным pH-электродом с гелевым заполнением, тип 201020/51-1004-22-120/000.
рН-метр имеет два токовых выхода соответствующие двум каналам измерения рН. Токовые выходы могут иметь диапазоны от 0 до 5 мА, либо от 4 до 20 мА.
Конструктивно рН-метр выполнен в виде блоков - блока преобразовательного и блока датчиков.
Блок преобразовательный - микропроцессорный, осуществляющий отображение результатов измерения (рН, температуры и ЭДС рН-электродов) на экране графического ЖК индикатора (в дальнейшем индикатор), формирование сигнала на токовом выходе, управление реле уставок и обмен с ПК.
Блоки преобразовательные (БП) щитового и настенного исполнения выполнены в металлическом корпусе. БП щитового исполнения имеет степень защиты IP30, настенного исполнения - IP65.
В зависимости от комплекта поставки в состав рН-метра входит один либо два блока датчиков.
Блок датчиков БД-902 включает в себя: блок усилителя, датчик температуры, раздельные электроды. В блоках датчиков БД-902А и БД-902МП используются комбинированные электроды.
Лист № 2
Всего листов 7
В основу работы рН-метра положен потенциометрический метод измерения рН контролируемого раствора.
При измерении рН растворов в приборе используются раздельные электроды (электрод измерительный и электрод сравнения), либо комбинированный электрод. Раздельные электроды либо комбинированный электрод являются электродной системой.
Электродная система при погружении в контролируемый раствор развивает ЭДС, линейно зависящую от значения рН.
Сигнал (ЭДС) с электродной системы и сигнал с датчика температуры подаются на преобразователь, состоящий из блока усилителя и измерительного преобразователя (блока преобразовательного). В блоке усилителя сигналы усиливаются и преобразуются в цифровую форму и через кабель поступают на вход блока преобразовательного.
С помощью измерительного преобразователя ЭДС электродной системы в рН-метре преобразуется в значение рН с учетом температуры анализируемого раствора, т.е. выполняется автоматическая термокомпенсация, которая компенсирует только изменение ЭДС электродной системы.
Программное обеспечение
Программное обеспечение рН-метра включает в себя:
- программу 902U_430_01_03_07.txt, предназначенную для измерения рН, температуры, ЭДС, обработки полученных данных и передачу их в блок преобразовательный и градуировки рН электродов;
- программу 902I_430_03_04.txt, предназначенную для вывода измеренного значения рН, температуры, ЭДС на индикатор, обработки команд задаваемых кнопками управления, формирования сигналов токовых выходов и управления «сухими» контактами реле уставок и перегрузки.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице.
Таблица
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма метрологически значимой части ПО) | Алгоритм вычисления цифрового индентифи-катора программного обеспечения |
| рН-метрМАРК-902. Код прошивки для микроконтроллера MSP430F149 платы усилителя | 902U_430_01_03_07 | 01.03.07 | Ox272752D4 | CRC-32 |
| рН-метрМАРК-902. Код прошивки для микроконтроллера MSP430F149 платы индикации | 902I_430_01_03_04 | 01.03.04 | Ox565A4F52 | CRC-32 |
Идентификатор метрологически значимой части ПО указан в первых двух цифрах номера версии. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в ПО в соответствии с МИ 3286-2010 - С.
Защита программного обеспечения от преднамеренных и непреднамеренных воздействий выполнена путем удаления (сжигания) перемычки в микропроцессорах прибора и пломбированием блока преобразовательного и блока датчиков.
Внешний вид рН-метра МАРК-902 показан на рисунке.
Места пломбирования
МАРК
Рисунок - рН-метр МАРК-902 с блоком преобразовательным щитового исполнения, блоком датчиков БД-902, электродами ЭС-10601/07 и ЭСр10106-3,0.
Технические характеристики
Диапазон измерения активности ионов водорода (рН) рН-метра, рН..........от 1 до 12.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности рН-метра при измерении рН при температуре анализируемой среды (25,0 ± 0,2) °С и температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С, pH:
- для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1 ................................................± 0,05;
- для исполнений МАРК-902А, МАРК-902А/1, МАРК-902МП, МАРК-902МП/1......................................................................................................± 0,20.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности рН-метра при измерении рН, вызванной изменением температуры анализируемой среды (погрешность температурной компенсации), рН:
— для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1 ..................................................± 0,1;
- для исполнений МАРК-902А, МАРК-902А/1, МАРК-902МП, МАРК-902МП/1.................................................................................................................± 0,20.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности рН-метра исполнений МАРК-902А, МАРК-902А/1, МАРК-902МП, МАРК-902МП/1 при измерении рН, вызванной изменением давления анализируемой среды, рН.............................................................± 0,1.
Диапазон измерения температуры анализируемой среды, °С............от 0 до плюс 50.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности рН-метра при измерении температуры анализируемой среды при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С, °С.................................................................................................................± 0,3.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности рН-метра при измерении температуры, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые ± 10 °С от нормальной (20 ± 5) °С в пределах всего рабочего диапазона от плюс 5 до плюс 50 °С, °С.................................................................................................± 0,1.
Диапазон измерения преобразователя:
— при измерении рН, рН...................................................................от 0 до 15;
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ...........................................................от минус 1000 до плюс 1000.
Лист № 4
Всего листов 7
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователя при температуре анализируемой среды (25,0 ± 0,2) °С и температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С:
— при измерении рН, pH.......................................................................± 0,02;
— при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ.....................................................................................................± 2.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении рН, вызванной изменением температуры анализируемой среды (погрешность температурной компенсации), рН..............................................................................± 0,03.
Диапазон температурной компенсации при измерении рН, °С ... от плюс 5 до плюс 50.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые ± 10 °С от нормальной (20 ± 5) °С в пределах всего рабочего диапазона от плюс 5 до плюс 50 °С:
- при измерении рН, pH.......................................................................± 0,01;
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной изменением напряжения питания от номинального значения 220 В на плюс 10 % и минус 15 %:
- при измерении рН, pH......................................................................±
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной влиянием внешнего магнитного поля напряженностью до 400 А/м:
- при измерении рН, pH......................................................................±
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной влиянием сопротивления в цепи измерительного электрода на каждые 500 МОм в диапазоне изменения от 0 до 1000 МОм:
- при измерении рН, pH......................................................................± 0,005;
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ..........................................................................................................± 0,5.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной влиянием сопротивления в цепи вспомогательного электрода на каждые 10 кОм в диапазоне изменения от 0 до 20 кОм:
- при измерении рН, pH......................................................................± 0,005;
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1),мВ.........................................................................................................± 0,5.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя, вызванной влиянием напряжения постоянного тока ± 1,5 В в цепи «Земля»-«Раствор» на каждые 1000 Ом сопротивления вспомогательного электрода:
- при измерении рН, pH.....................................................................± 0,002;
- при измерении ЭДС (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1), мВ....................................................................................................± 0,2.
Преобразователь (для исполнений МАРК-902, МАРК-902/1, МАРК-902А, МАРК-902А/1) выдерживает в течение 2 ч перегрузку по входному сигналу, мВ..................± 1250.
Стабильность показаний преобразователя при времени непрерывной работы не менее 24 ч, рН, не хуже...........................................................................................± 0,02.
Лист № 5
Всего листов 7
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении температуры, вызванной изменением напряжения питания от номинального значения 220 В на плюс 10 % и минус 15 %, °С..............................................................± 0,1.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразования измеренного значения рН в выходной ток при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С на обоих диапазонах токового выхода, % от диапазона токового выхода.................................± 0,5.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности преобразования измеренного значения рН в выходной ток блока преобразовательного, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые ± 10 °С от нормальной (20 ± 5) °С в пределах всего рабочего диапазона от плюс 5 до плюс 50 °С, % от диапазона токового выхода ... ± 0,25.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности преобразования измеренного значения рН в выходной ток, вызванной изменением напряжения питания от номинального значения 220 В на плюс 10 % и минус 15 %, % от диапазона токового выхода .. ± 0,4.
Время установления выходных сигналов (показаний) преобразователя, с, не более ... 10.
Время установления выходных сигналов (показаний) рН-метра, мин, не более ....15.
Время прогрева и установления теплового равновесия преобразователя, ч, не более.......................................0,5.
Значения ширины программируемых поддиапазонов преобразователя (по токовому выходу) при измерении рН, рН.......................1; 1,5; 2,5; 5; 10.
Начальное значение поддиапазона (по токовому выходу), выбираемое с шагом 1 рН, рН.....................................от 0 до 10.
При подключении к персональному компьютеру (ПК) рН-метр осуществляет обмен информацией с ПК по интерфейсу RS-485.
Электрическое питание рН-метра осуществляться от сети переменного тока номинальным напряжением напряжением 220 В и частотой (50 ± 1) Гц.
Допускаемое отклонение напряжения питания от минус 15 до плюс 10%.
Потребляемая мощность при номинальном значении напряжения питания, В-А, не более.......................................................10.
Габаритные размеры и масса узлов рН-метра соответствуют таблице.
Таблица
| Наименование и обозначение узлов | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| Блок преобразовательный ВР31.01.000 | 252x146x100 | 2,60 |
| Блок преобразовательный ВР43.01.000 | 266x170x95 | 2,60 |
| Блок датчиков БД-902 ВР31.02.000 | Блок усилителя ВР31.02.100 | 120x83x30 | 0,52 |
| Датчик температуры ВР31.02.100 | 011x128 |
| Электрод стеклянный ЭС-10601/7 | 012x170 |
| Электрод сравнения ЭСр-10106-3,0 | 010/26x230 |
| Блок датчиков БД-902А ВР31.02.000-01 | Блок усилителя ВР31.02.100 | 120x83x30 | 0,45 |
| Датчик температуры ВР31.02.100 | 011x128 |
| Электрод стеклянный комбинированный ЭСК-10617/7 | 012x160 |
| Комбинированный pH-электрод с гелевым заполнением, тип 201020/51-10-04-22-120/000 (Jumo) | 012x170 | 0,10 |
| Блок датчиков БД-902МП ВР43.02.000 | | 060x260 | 1,55 |
Всего листов 7
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, °С................................от плюс 5 до плюс 50;
- относительная влажность окружающего воздуха при температуре 35 °С и более низких температурах без конденсации влаги, %, не более...................................................80;
- атмосферное давление, кПа...................................................от 84,0 до106,7;
- давление анализируемой среды для исполнений МАРК-902МП, МАРК-902МП/1, МПа...................................................................................................от 0 до 0,025.
Средняя наработка на отказ, ч, не менее..................................................... 20000.
Среднее время восстановления работоспособности, ч, не более...............................2.
Средний срок службы анализаторов, лет, не менее........................................... 10.
Знак утверждения типа
наносится на задней панели прибора (с блоком преобразовательным щитового исполнения ВР31.01.000) и на крышке прибора (с блоком преобразовательным настенного исполнения ВР43.01.000) методом наклейки, на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки рН-метра соответствует таблице.
Таблица
| Наименование | Обозначение | Количество на исполнение МАРК- |
| 902 | 902/1 | 902А | 902А/1 | 902МП | 902МП/1 |
| Блок преобразовательный | ВР31.01.000 | 1 | _ | 1 | _ | 1 | _ |
| ВР43.01.000 | _ | 1 | _ | 1 | _ | 1 |
| Блок датчиков: | | | | | | | |
| - БД-902; | ВР31.02.000 | 1* | 1* | _ | _ | _ | _ |
| - БД-902А; | ВР31.02.000-01 | _ | _ | 1* | 1* | _ | _ |
| - БД-902МП. | ВР43.02.000 | _ | _ | _ | _ | 1* | 1* |
| Кабель соединительный: | | | | | | | |
| - К902.5; | ВР43.03.000 | 1** | 1** | 1** | 1** | _ | _ |
| - R902.L***; | ВР43.03.000-01 | 1**** | 1**** | 1**** | 1**** | _ | _ |
| - К902.МП.2; | ВР43.05.000 | _ | _ | _ | _ | 1** | 1** |
| - К902.МПП***. | ВР43.04.000 | _ | _ | _ | _ | 1** | 1** |
| Комплект монтажных частей | ВР31.10.000 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Комплект монтажных частей | ВР31.12.000 | 1 | _ | 1 | _ | 1 | _ |
| Руководство по эксплуатации | ВР31.00.000РЭ | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
*
**
***
****
Количество (1 либо 2) по согласованию с заказчиком. Количество соответствует количеству блоков датчиков. Длина по согласованию с заказчиком (от 5 до 100 м). Поставляется по отдельной заявке.
Поверка
осуществляется по документу «рН-метр МАРК-902. Методика поверки», приведенному в Приложении А ВР31.00.000РЭ, утвержденному ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» 25 апреля 2011 г.
Основные средства поверки:
- ГСИ. Стандарт-титры для приготовления буферных растворов - рабочих эталонов рН 2-го и 3-го разрядов ГОСТ 8.135-2004;
- мультиметр АРРА-305,
основная абсолютная погрешность измерения, мА:
± (0,002Х + 0,004), где Х - измеренное значение силы постоянного тока, мА;
- дифференциальный вольтметр В1-12,
диапазон выходных калибровочных напряжений 1 10'7-1000 В;
предел допускаемой основной абсолютной погрешности на пределе 1 В
± (2-10’5(А + 1-10'6) В, где UK - калибровочное напряжение, В;
- лабораторный электронный термометр ЛТ-300,
диапазон измерения от минус 50 до плюс 300 °C, погрешность измерения ± 0,05 °C.
Сведения о методах измерений
Методы измерений содержатся в Руководстве по эксплуатации ВРЗ1.00.000РЭ.
Нормативные документы
1 ГОСТ 27987-88. Анализаторы жидкости потенциометрические ГСП. Общие технические условия.
2 ГОСТ 8.120-99 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений pH.
3 Р 50.2.036-2004. pH-метры и иономеры. Методика поверки.
4 Технические условия ТУ4215-009-39232169-2006.
Рекомендации к применению
- при выполнении измерений по определению состава и свойств газов и жидкостей (анализаторы газов и жидкостей).
