Станция автоматического контроля воздуха МР-16

Назначение

Станция автоматического контроля воздуха МР-16, зав. № 6 (далее - станция) предназначена для:

- непрерывного автоматического измерения массовой концентрации загрязняющих веществ (диоксида азота NO2, диоксида серы SO2 и оксида углерода СО) в атмосферном воздухе;                                              .

- автоматического отбора проб атмосферного воздуха на газовые примеси для дальнейшего лабораторного анализа;

- отбора проб атмосферного воздуха на пыль в ручном режиме;

- автоматического измерения метеорологических параметров в приземном слое атмосферы (температуры и влажности воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра);

- сбора, обработки и хранения полученных данных;

- формирования и заполнения файлов суточных данных, месячной базы данных и графической базы данных;

- передачи информации в центр сбора и обработки информации (ЦСИ).

Станция может использоваться в составе системы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в районе жилой зоны или автономно.

Область применения - контроль атмосферного воздуха.

Описание

Станция является многоканальным, многофункциональным автоматическим средством измерений, не требующим в процессе эксплуатации постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Станция представляет собой комплекс измерительных и обрабатывающих средств, размещенных внутри и снаружи павильона. В состав станции входят:

- газоаналитический комплекс;

- метеорологический комплекс;

- устройство переходное (УП);

- устройство центральное (УЦ) на базе персонального компьютера (ПК) с программным обеспечением (ПО);

- аппаратура передачи данных (телефонный модем);

- павильон с системой жизнеобеспечения (СЖ) и комплектом статических конструкций.

Газоаналитический комплекс расположен внутри павильона и включает в себя газоанализаторы «Р-310 А1» (NO2), «С-310 А» (SO2), «К-100» (СО), автоматический аспиратор «Проба-24», пробоотборный зонд вертикального зондирования (ПЗ ВЗ), аспиратор для анализа пыли «АВА-1-150-01 С» и два зонда для отбора проб на пыль.

Отбор проб и подача анализируемого атмосферного воздуха на вход газоанализаторов и аспиратора «Проба-24» осуществляется при помощи системы отбора проб воздуха, вмонтированной в крышу павильона МР-16. В систему входит ПЗ ВЗ «Атмосфера», установленный на крыше павильона, заборная часть которого в виде трубы выступает на 0,5 - 0,8 м над крышей павильона и закрыта колпаком для защиты от атмосферных осадков. Воздушный насос системы отбирает пробы воздуха с максимальным объемным расходом 20 дм3/мин, имеется возможность регулировки потока отбираемого воздуха. Приемной частью пробоотборного зонда служат пять фторопластовых трубок диаметром 4 мм каждая, защищенных металлической трубой. Каждая из трубок через выходной штуцер пробоотборного зонда соединена фторопластовой трубкой со штуцером «Вход газа» соответствующего газоанализатора. Выход газовых линий газоанализаторов через штуцер соединен резиновыми трубками с отверстием в нижней части одной из стен павильона, через которое газовые смеси отводят за пределы павильона.

Аспиратор «Проба-24» обеспечивает отбор проб воздуха по 6 каналам в автоматическом режиме. Цикл отбора пробы программируется путем задания астрономического времени начала и окончания отбора. Число циклов по каждой кассете может быть выбрано от 1 до 20, что позволяет проводить как разовый отбор проб, так и суточный.

Отбор проб воздуха на пыль в ручном режиме производится с помощью специальных зондов через люки, расположенные на смежных стенах в противоположных углах павильона. Зонд представляет собой фильтродержатель ДФУ-20/40 с фильтром типа АФА, который соединен с аспиратором через трубопровод. Фильтродержатель с фильтром выставляют через люк навстречу ветровому потоку и прокачивают атмосферный воздух через фильтр с помощью аспиратора «АВА-1-150-01С». Переключение на отбор пробы через требуемый зонд осуществляется через тройник, оборудованный краном.

Для автоматического измерения метеорологических параметров приземного слоя атмосферы используется комплекс метеорологический МК-14, который осуществляет:

- измерение температуры и влажности воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра;

- обработку измеренной информации;

- передачу значений измеренных параметров по интерфейсу RS232 на ПК для отображения и сохранения в базе данных.

Снаружи к корпусу павильона крепится метеорологическая мачта, на которой установлены:

- датчик температуры и влажности воздуха (ДТВ), помещенный в радиационную защиту для обеспечения естественной аспирации и предохранения от прямых солнечных лучей;

- датчик ветраМ-127;

- блок обработки данных с датчиком абсолютного давления типа МИДА-ДА.

Датчик ДТВ размещается на поворотной консоли мачты таким образом, чтобы он находился вне пространства над крышей павильона. В верхней части мачты размещается устройство грозозащиты, на вершине мачты устанавливается датчик ветра.

Преобразование и передачу выходных сигналов газоанализаторов, метеокомплекса и датчиков СЖ на вход ПК осуществляет устройство переходное (УП), располагающееся внутри павильона.

Сбор и обработку измеренной информации осуществляет УЦ, расположенное внутри павильона. УЦ выполнено на базе ПК HP dc7800sS8/Q6600/250hnqm/l,0L4rk в базовой комплектации и оснащено специальным программным обеспечением (ПО). При включении сетевого питания ПК автоматически запускает программу работы станции. УЦ производит сбор, обработку и осреднение за 20 мин данных, поступающих от измерительных каналов.

Для передачи информации от УЦ станции в ЦСИ используется связь по коммутируемой телефонной линии с помощью модема US Robotics. Связь осуществляется по запросам ЦСИ в основном режиме работы станции и инициативно - в аварийном.

Система жизнеобеспечения СЖ располагается внутри павильона и обеспечивает:

- распределение электроэнергии между электроприемниками;

- поддержание температуры воздуха внутри павильона в диапазоне от 10 °C до 35 °C;

- выдачу информации о температуре внутри павильона на цифровой индикатор лицевой панели измерителя-регулятора ТРМ202 и на ПК по интерфейсу RS485;

- освещенность в рабочей зоне павильона не менее 150 лк.

Источник бесперебойного питания ИБП обеспечивает:

- поддержание аппаратуры (ПК, модем и устройство охранно-пожарной сигнализации) в работоспособном состоянии не менее часа при отключении первичной сети;

- контроль входного сетевого напряжения и выдачу информации о его величине на ПК по интерфейсу RS232.

В павильоне установлены датчики инициативных сообщений, фиксирующие опасные явления в павильоне, такие как вскрытие павильона и выход температуры воздуха в павильоне за заданные границы диапазона. Станция обеспечивает контроль за следующими параметрами: пожароопасность (температура воздуха внутри павильона более 70 °C), вскрытие (несанкционированное вскрытие двери павильона), температура воздуха в павильоне менее 10 °C, температура воздуха в павильоне более 35 °C.

Вид климатического исполнения для газоанализаторов, аспираторов, персонального компьютера, а также оборудования, устанавливаемого внутри павильона, соответствует УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150.

Вид климатического исполнения для метеорологических датчиков и блока обработки данных комплекса метеорологического МК-14, корпуса павильона, воздухозаборных зондов и вспомогательного оборудования, устанавливаемого вне павильона, соответствует УХЛ 1 по ГОСТ 15150, но для эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 40 °C до 50 °C и относительной влажности воздуха до 98 % при температуре 25 °C.

Степень защиты от воздействия атмосферных осадков для павильона соответствует коду IPX3 по ГОСТ 14254. (в описание)

Технические характеристики

1. Диапазоны измерений и пределы основной допускаемой погрешности газовых измерительных каналов приведены в таблице 1.

Таблица 1__

2. Пределы допускаемой вариации измерительных газовых каналов равны 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

3. Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 °C в пределах рабочих условий не превышают 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности для газовых каналов.

4. Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении относительной влажности анализируемого воздуха от 15 до 95 % равны ± 0,2 в долях от пределов допускаемой основной погрешности (для канала измерения SO2).

5. Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния неизмеряемых компонентов, приведенных в НД на каждый газоанализатор, не превышают 1,0 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

6. Метрологические характеристики каналов отбора проб воздуха.

Аспиратор АВА 1-150-01 С:

Диапазон измерений объема воздуха пробы: от 0,03 до 99999,9998 м3;

Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %

Диапазон объемного расхода воздуха: от 80 до 120 дм3/мин.

Аспиратор «Проба-24»:

Значения воспроизводимых объемных расходов воздуха, дм3/мин: 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2; 3; 4; 5;

Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %

Верхний предел времени отбора пробы, ч

Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении интервалов времени, %                                                                ± 0,5.

7. Метрологические характеристики измерительных каналов метеопараметров (комплекс метеорологический МК-14) приведены в таблице 2.

Таблица 2

8. Время прогрева, мин, не более

9. Питание станции осуществляется от трехфазной сети переменного тока с напряжением фазы (220+22.зз) В и частотой (50 ± 1) Гц.

10. Станция обеспечивает работу при следующих значениях параметров анализируемого атмосферного воздуха:

- температура - от минус 40 °C до 50 °C;

- атмосферное давление - от 84 до 106,7 кПа;

- относительная влажность - от 30 до 98 % при температуре 35 °C.

11. Потребляемая мощность, не более: 5000 В’А.

12. Средняя наработка на отказ: 5000 ч.

13. Средний срок службы до капитального ремонта, не менее: 8 лет.

14. Габаритные размеры, мм, не более:

Длина: 2950;

Ширина: 2400;

Высота: 2600;

Высота с учетом метеорологической мачты: 7000.

15. Масса, кг, не более: 3000.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится согласно конструкторской документации на табличку, которая крепится внутри станции, и на эксплуатационную документацию.

Комплектность

Комплектность станции приведена в таблице 3. Таблица 3

Поверка

Поверку станции автоматического контроля воздуха МР-16 (зав. № 6) осуществляют в соответствии с документом МП 242-0815-2008 «Станция автоматического контроля воздуха МР-16. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в декабре 2008 г.

Основные средства поверки:

1) для измерительных каналов газовых примесей:

- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК.418313.001 ТУ (№ 19351-05 в Госреестре РФ) в комплекте со стандартными образцами состава: газовые смеси CO/N2, NO2/N2, SO2/N2 по ТУ 6-16-2956-92;

-поверочный нулевой газ по ТУ 6-21-5-82 или азот газообразный по ГОСТ 9293-74.

2) для каналов отбора проб:

- счетчик газа барабанный РГ-7000, ТУ 25-7550.0039-88 (№ 11229-88 в Госреестре РФ), класс точности 1, диапазон измерений 5-750 дм3/ч, погрешность ± 1 %;

- вакуумметр эталонный (образцовой) ВО-160, ТУ 03.548.66, погрешность ± 0,4 %;

- счетчик газа мембранный G6-RF1 фирмы «Шлюмберже индастриз» (№ 14351-98 в Госреестре), диапазон измерений расходов от 0,06 до 10 м3/ч, относительная погрешность ±2 %;

- секундомер С-1-2А по ТУ 25-07.1894.003-90 (№ 632—63 в Госреестре РФ).

3) для каналов измерений метеопараметров:

- термометр сопротивления платиновый ПТС-10М по ГОСТ 51233-98 (№ 11804-99 в Госреестре РФ), диапазон измерений от минус 180 до 630 °C, 2-й разряд;

- генератор влажности газов эталонный (образцовой) «Родник-2» по 5К2.844.067 ТУ(№ 6321-77 в Госреестре РФ);

- эталонная аэродинамическая установка с диаметром зоны равных скоростей не менее 400 мм (АДС 700/100) с поворотным координатным столом; диапазон задаваемых скоростей воздушного потока от 0,5 до 45 м/с, относительная погрешность (14 - 4,5) % при скоростях (0,5-5) м/с и (4 - 1,4) % при скоростях (5 - 45) м/с, диапазон измерений координатного стола (0-360)°, абсолютная погрешность ± 1°;

- климатическая камера типа 3007, диапазон температур от минус 50 до 100 0 С, диапазон относительной влажности от 10 до 100 %;

- барометр БОП-1 (№ 13100-91 в Госреестре РФ), диапазон измерений от 600 до 1100 гПа, абсолютная погрешность ± 0,1 гПа;

- барокамера БКМ-0,07М, диапазон давления от 500 до 1200 гПа.

Межповерочный интервал - 1 год.

Нормативные документы

1. ГОСТ 8.578-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

2. ГОСТ Р 50760-95. Анализаторы газов и аэрозолей для контроля атмосферного воздуха. Общие технические условия.

3. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы.

4. Техническая документация фирмы-изготовителя.

Заключение

Тип станции автоматического контроля воздуха МР-16 (зав. № 6) утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства, после ремонта и в эксплуатации согласно Государственной поверочной схеме.

Газоанализаторы, входящие в состав станции, имеют сертификаты соответствия, выданные органом по сертификации приборостроительной продукции ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»:

К-100                          РОСС RU.ME48.B02283 от 05.10.2007 г.

Р-310 А1, С-310 А              РОСС RU.ME48.B01746 от 17.12.2004 г.

Свидетельство о государственной регистрации программного обеспечения № 2008612973 от 19.06.2008 г.