Назначение
Системы автоматизированного аэрогазового контроля (далее АС АГК) предназначены для измерения основных параметров рудничной атмосферы - объемной доли метана и оксида углерода, и скорости воздушного потока в воздухе рабочей зоны, а также для измерения возможных дополнительных параметров атмосферы, таких как диоксид углерода, кислород, сероводород, сернистый ангидрид, диоксид азота и т.д.
Область применения - подземные шахты и рудники, в том числе опасные по газу, пыли и внезапным выбросам в соответствии с «Правилами безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618
03 и «Методическими указаниями о порядке проведения аэрогазового контроля в угольных шахтах» РД 15-06-2006.
Описание
АС АГК являются стационарными многоканальными автоматическими приборами непрерывного действия.
В состав АС АГК входят следующие основные устройства:
- система управления ТХ2100;
- датчики концентрации газов ТХ6363, ТХ6373, ТХ6383;
- датчики скорости и расхода газового потока вихревые ТХ5921 (ТХ5922, ТХ5923);
- блок питания ТХ6648, ТХ6649 или любой другой блок питания с аналогичными характеристиками, сертифицированный для подземного применения.
Система управления ТХ2100 предназначена для приема, обработки измерительной информации, поступающих с датчиков в виде унифицированных аналоговых сигналов (ток, напряжение, частота), дискретных датчиков, и ее передачи горному диспетчеру, для отображения, хранения и т.д. ТХ2100 построена по блочно-модульному принципу и состоит из модуля управления (МУ) ТХ2101 и терминальных модулей (ТМ) ТХ2102. Связь между МУ И ТМ осуществляется в цифровой форме посредством интерфейса RS485 Commandbus. К одному МУ могут подключаться до 30 ТМ. В ТМ могут устанавливаться до 8 модулей ввода-вывода (аналоговые входы, импульсные/частотные входы, дискретные входы, дискретные выходы, аналоговые выходы).
Принцип измерений датчиков концентрации газов:
- ТХ6363 - Инфракрасный оптический;
- ТХ6373 - электрохимический;
- ТХ6383 - термокаталитический.
Способ отбора пробы - диффузионный.
Принцип измерений датчиков ТХ5921 (ТХ5922, ТХ5923) - вихревой.
АС АГК обеспечивает следующие выходные сигналы:
- индикацию на встроенном жидкокристаллическом дисплее;
- аналоговые (4-20 мА, 0,4 -2,0 В, 5-15 Гц);
- дискретные (сухой контакт);
- цифровой, интерфейс RS485 протокол Modbus.
АС АГК выполнена во взрывозащищенном исполнении, маркировка взрывозащиты:
-ТХ2100 РО Exial (за исключением блока изолирующих реле TX6642.PD.742 РО Exs[ia]I X)
- ТХ6363, ТХ6373 РО Exial;
- ТХ6383 РО ExiasI/0ExiasII(H2)X;
- ТХ5921 РО Exial.
Степень защиты корпусов по ГОСТ 14254-96: ТХ2100 IP55; ТХ6363, ТХ6373 и ТХ6383 IP66 (IP54 по входу газового сенсора); ТХ5921 (ТХ5922, ТХ5923) IP66.
Технические характеристики
1) Диапазоны измерений, пределы допускаемой основной погрешности и номинальное время установления показаний АС АГК по газоаналитическим измерительным каналам приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Обозна чение датчика | Опреде ляемый компо нент/ принцип измере ний | Диапазон показаний объемной доли определяемого компонента | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности | Время установления выходного сигнала То, 63, с, не более |
| ТХ 6363 | CH4/IR | От 0 до 5 % | От 0 до 5 % | ± 0,25 % (об.д.) в диапазоне от 0 до 2,5 %(об.д.) ± 10 % отн. в диапазоне св. 2,5 до 5 % (об.д.) | 15 |
| | От 0 до 100 % | От 0 до 100 % | ± 3 % (об.д.) в диапазоне от 0 до 60 % (об.д.) ±5% отн. в диапазоне св. 60 до 100 % (об.д.) | 20 |
| C02/IR | От 0 до 2 % | От 0 до 2 % | ± 10 % прив. | 20 |
| От 0 до 5 % | От 0 до 5 % | ± 10 % прив. | 20 |
| ТХ 6373 | СО/ЕС | От 0 до 50 млн'1 От 0 до 200 млн'1 От 0 до 500 млн'1 | От 0 до 50 млн'1 От 0 до 200 млн'1 От 0 до 500 млн'1 | ± 15 % прив. в диапазоне от 0 до 20 млн"1, ± 15 % отн. в диапазонах св. 20 млн'1 | 20 |
| H2S/EC | От 0 до 50 млн’1 | От 0 до 50 млн'1 | ± 20 % прив. в диапазоне от 0 до 10 млн'1, ± 20 % отн. в диапазоне св. 10 до 50 млн'1 | 20 |
| Обозна чение датчика | Опреде ляемый компо нент/ принцип измере ний | Диапазон показаний объемной доли определяемого компонента | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности | Время установления выходного сигнала То,63, с, не более |
| | S02/EC ' | От 0 до 20 млн1 | От 0 до 20 млн'1 | ± 20 % прив. в диапазоне от 0 до 5 млн'1, ± 20 % отн. в диапазоне св. 5 до 20 млн'1 | 20 |
| N02/EC | От 0 до 20 млн’1 | От 0 до 20 млн'1 | ± 20 % прив. в диапазоне от 0 до 1 млн' 1 9 ± 20 % отн. в диапазоне св. 1 до 20 млн'1 | 20 |
| С12/ЕС | От 0 до 10 млн'1 | От 0 до 10 млн'1 | ± 20 % прив. в диапазоне от 0 до 1 млн' 1 9 ± 20 % отн. в диапазоне св. 1 до 10 млн'1 | 20 |
| 02/ЕС * | От 0 до 25 % | От 0 до 25 % | ± 5 % прив. в диапазоне от 0 до 5 % (об .д.) ± 5 % отн. в диапазоне св. 5 до 25 % (об.д.) | 30 |
| NO/ЕС | От 0 до 100 млн'1 | От 0 до 100 млн'1 | ± 20 % прив. в диапазоне от 0 до 10 млн'1, ± 20 % отн. в диапазоне св. 10 до 100 млн'1 | 20 |
| Н2/ЕС | От 0 до 1000 млн'1 | От 0 до 1000 млн'1 | ± 10 % прив. | 70 |
| ТХ 6383 | СН4/ТС | От 0 до 5,0 % | От 0 до 2,5 % | ± 0,25 % (об.д.) в диапазоне от 0 до 2,5 % (об.д.) Не нормирована в диапазоне св. 2,5 до 5 % (об.д.) | 15 |
2) Пределы допускаемой вариации выходного сигнала АС АГК равны, в долях от пределов
допускаемой основной погрешности:
- для измерительных каналов с датчиками ТХ6363 0,3
- для измерительных каналов с датчиками ТХ6373, ТХ6383 0,5
- для измерительных каналов с датчиками ТХ5921 (ТХ5922, ТХ5923) не нормированы
3) Диапазон измерений для измерительного канала скорости воздушного потока, м/с от 0,5 до 30
4) Пределы допускаемой основной приведенной погрешности по измерительному каналу скорости воздушного потока, % ± 2,5
Примечание - погрешность приведена к верхней границе диапазона измерений.
5) Пределы допускаемой дополнительной погрешности АС АГК по газоаналитическим из
мерительным каналам, в долях от пределов основной погрешности:
- от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 °С 1,0
- от изменения атмосферного давления на каждые 3,3 кПа 0,5
- от изменения относительной влажности окружающей среды до 98 % 1,0
Примечание - относительно условий, при которых проводилось определение основной погрешности.
6) Пределы допускаемой дополнительной погрешности АС АГК по измерительному каналу скорости воздушного потока, в долях от пределов основной погрешности:
- от изменения температуры окружающей среды в пределах рабочих ус-
ловий эксплуатации 0,5
- от изменения относительной влажности окружающей среды до 98% 0,5
7) Время прогрева измерительных каналов АС АГК, мин, не более 5
8) Напряжение питания постоянного тока, В:
- датчиков от 10 до 16
- модуля управления 12±0,2
9) Максимальный ток, потребляемый АС АГК, мА:
- модуль управления 50
- терминальный модуль (без учета плат ввода-вывода) 15
- ТХ6363 120
- ТХ6373 24
- ТХ6383 Ю0 -ТХ5921 (5922,5923) 40
10) Интервал времени работы без корректировки показаний, суток, не
более
11) Габаритные размеры и масса датчиков не более приведенных в таб
лице 2.
Таблица 2
| Обозначение | Г абаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| Высота | Ширина | Длина |
| Модуль управления ТХ2101 | 56 | 99 | 105 | 0,35 |
| Терминальный модуль ТХ2102 | 56 | 99 | 140 | 0,35 |
| ТХ6363, ТХ6373, ТХ6383 | 248 | 110 | 63 | 0,45 |
| ТХ5921 (5922, 5923) | 396 | 110 | 63 | 2,5 |
| Примечание — габаритные размеры и массам ТМ и МУ указаны без учета размеров и массы корпуса защитного, а также плат ввода-вывода. |
12) Срок службы сенсоров, лет, не менее:
- инфракрасный 2
- электрохимический 2 (кислород - не менее 1)
- термокаталитический 5
Условия эксплуатации
Условия эксплуатации датчиков указаны в таблице 3. Таблица 3_
| Обозначение | Диапазон температуры окружающей среды, °С | Диапазон относительной влажности при температуре 35°С, % (без конденсации влаги) | Диапазон атмосферного давления, кПа |
| Модуль управления | От минус 10 до 50 | До 90 %, без конден- | От 90 до 110 |
| Обозначение | Диапазон температуры окружающей среды, °С | Диапазон относительной влажности при температуре 35°С, % (без конденсации влаги) | Диапазон атмосферного давления, кПа |
| ТХ2101 / терминальный модуль ТХ2102 | | сации | |
| ТХ6363 | От минус 10 до 40 | До 95 %, без конденсации | От 90 до 110 |
| ТХ6373 | От минус 10 до 50 | До 90 %, без конденсации | От 90 до 110 |
| ТХ6383 | От минус 10 до 40 | До 95 %, без конденсации | От 90 до 110 |
| ТХ5921 (5922, 5923) | От минус 15 до 50 (корпус) От минус 15 до 150 (сенсор) | От 0 до 95 % | От 87,8 до 119,7 |
ЗНАК УТВЕРЖДЕНИЯ ТОПА
Знак утверждения типа наносится:
- типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации;
- типографским способом на корпуса терминального модуля и датчиков.
Комплектность
Таблица 4
| Наименование и условное обозначение | Кол-во, шт. |
| Модуль управления ТХ2101 / терминальный модуль ТХ2102 | По заказу |
| Датчики концентрации газов ТХ6363, ТХ6373, ТХ6383 | По заказу |
| Датчики скорости воздушного потока ТХ5921 (5922, 5923) | По заказу |
| Комплект руководств по эксплуатации (контроллер и датчики) | 1 компл. |
| Методика поверки МП-242-0930-2009 | 1 экз. |
| Комплект ЗИП | 1 компл. |
Поверка
Поверка осуществляется в соответствии с документом МП-242-0930-2009 "Системы автоматизированного аэрогазового контроля АС АГК. Методика поверки", разработанным и утвержденным ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева" "12" ноября 2009 г.
Основные средства поверки:
- ГСО-ПГС в баллонах под давлением состава метан - воздух (3907-87), метан - азот (389487, 3883-87, 3885-87), диоксид углерода - воздух (3792-87, 3794-87), кислород - азот (3726-87), оксид углерода - воздух (номера по Госреестру 3843-87, 3844-87, 3847-87, 3849-87, 3850-87) в баллонах под давлением, выпускаемые по ТУ 6-16-2956-92;
- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК.418313.001 ТУ в комплекте с ГСО-ПГС в баллонах под давлением состава диоксид серы - азот (4276-88), диоксид азота - азот (4028-87), оксид азота - азот (4016-87), водород - азот (9168-2008)
-термодиффузионный генератор газовых смесей ТДГ-01 по ШДЕК. 418319.001 ТУ в комплекте с источниками микропотока (ИМ) диоксида серы (ИМ113-М-Г1), диоксида азота (ИМ 132-М-Д), хлора (ИМ163-М-Г2) по ИБЯЛ.418319.013 ТУ;
- стенд аэродинамический АДС-300/30, диапазон скорости воздушного потока (0,2-25) м/с, пределы допускаемой абсолютной погрешности ± (0,015+0,015-V) м/с;
-калибратор напряжения и тока искробезопасный КНТИ-40.00.00 ТУ 314879-00417282729-05 или калибратор токовой петли FLUKE 715.
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 52136-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.
2 ГОСТ Р 52137-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 2. Требования к приборам группы I с верхним пределом измерений объемной доли метана в воздухе не более 5 %.
3 ГОСТ Р 52138-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 3. Требования к приборам группы I с верхним пределом измерений объемной доли метана в воздухе до 100 %.
4 ГОСТ 24032-80 Приборы шахтные газоаналитические. Общие технические требования. Методы испытаний.
5 ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.
6 ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
7 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
8 ГОСТ 8.542-86 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока.
9 ГОСТ Р 51330.0-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования.
10 ГОСТ Р 51330.10-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть II. Искробезопасная электрическая цепь i.
11 ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP).
12 РД-15-06-2006 Методические рекомендации о порядке проведения аэрогазового контроля в угольных шахтах.
13 Техническая документация фирмы-изготовителя.
Заключение
Тип систем автоматизированного аэрогазового контроля АС АГК утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при ввозе на территорию РФ и в процессе эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
Сертификаты соответствия:
- системы управления ТХ2100 № РОСС GBJb05.B02813 от 07.09.2009 г.;
- датчиков ТХ6363, ТХ6373, ТХ6383 № РОСС GB.rB05.B02820 от 07.09.2009 г.;
- датчиков ТХ5921 (5922, 5923) № РОСС GB.rB05.B02818 от 07.09.2009 г., выданные органом по сертификации НАНИО "ЦСВЭ".
