Назначение
Анализаторы температуры точки росы по углеводородам модель 241CE II предназначены для непрерывного автоматического измерения температуры точки росы (температуры конденсации) газообразных углеводородов.
Описание
Принцип действия анализатора - конденсационный. Основным элементом анализатора является охлаждаемое зеркало, состоящее из двух оптических поверхностей (матированной и зеркальной), расположенных под углом друг к другу.
Газ циркулирует в камере, внутри которой расположено зеркало, на матированной поверхности которого образуется конденсат углеводородов при достижении температуры точки росы. Оптическая схема построена таким образом, что свет от источника (светодиода), падая на поверхность матированного зеркала и рассеиваясь на ней, лишь частично попадает на фотоприемник (фототранзистор). Матированная поверхность зеркала при наличии конденсата из сжиженных углеводородов становится зеркальной, отражающей свет от светодиода на фотоприемник, при этом сигнал от фотоприемника возрастает. Это достигается специальной установкой светодиода и фотоприемника.
Аналогичная оптическая схема для другой поверхности построена таким образом, что свет от источника (светодиода), отражаясь от зеркальной поверхности, не попадает на фотоприемник (фототранзистор). При наличии на зеркальной поверхности конденсата воды световой пучок рассеивается и частично попадает на фотоприемник, расположенный на периферии от точки изображения источника. Температура, при которой на зеркале образуется конденсат, соответствует температуре точки росы по воде.
Таким образом, в обеих оптических схемах образование конденсата вызывает увеличение сигнала фототранзистора.
Температура зеркала определяется с помощью платинового термопреобразователя сопротивления.
В процессе работы анализатора происходит охлаждение зеркала с помощью элементов, работающих по принципу "эффекта Пельтье". Нагрев зеркала осуществляется за счет теплообмена с окружающей средой. Предельные температуры нагревания и охлаждения зеркал задаются оператором. Управление процессом нагревания и охлаждения зеркал производится автоматически с периодом 15 - 45 минут.
Конструктивно анализатор состоит из двух жестко соединенных основных частей (рисунок 1):
- измерительного блока;
- блока управления.
Измерительный блок включает в себя датчик на основе зеркала, систему регулирования давления и расхода подачи газа и блок элементов "Пельтье". Конструкция анализатора 241CE II обеспечивает возможность обслуживания анализатора в полевых условиях и на узлах учета газа.
Блок управления на основе микроконтроллера предназначен для управления работой всего анализатора, а также передачи выходной информации во внешние системы управления процессом. Информация о температуре и техническом состоянии анализатора высвечивается на жидкокристаллическом дисплее на передней панели блока управления. Имеются возможность установки в анализатор до 4 программируемых токовых выхода 4-20 мА для вывода температур точки росы, кода состояния и другой информации. Анализатор имеет цифровой выход RS232 и RS485. Интрефейс может быть использован либо для подключения к удаленному ПК для работы с ПО Model 241 Communicator, либо для передачи данных по протоколу
обмена Modbus RTU для непрерывной регистрации результатов измерений и мониторинга состояния.
Анализатор содержит до 6 релейных выходов и может работать в режиме сигнализатора с установкой предельных значений по температурам точки росы.
Анализатор имеет маркировку взрывозащиты 1ExdIIBT X.
Рисунок 1
Программное обеспечение
Анализатор температуры точки росы по углеводородам модели 241CE II имеет программное обеспечение:
1) встроенное (программа, записанная в ППЗУ микроконтроллера анализатора);
2) внешнее - программа Model 241 Configurator (версии V1.3 и выше) для установки на персональный компьютер под управлением операционной системы Microsoft Windows.
Встроенное программное обеспечение разработано изготовителем анализатора для решения задач измерения температуры конденсации газообразных углеводородов в потоках природного газа (магистральных газопроводах, на узлах учета и др.). Анализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных и непреднамеренных изменений, реализованную изготовителем на этапе производства путем установки защиты ППЗУ микроконтроллера от чтения и записи.
Внешнее программное обеспечение Model 241 Configurator (версии 1.3 и выше) предназначено для:
- просмотра результатов измерений в реальном времени на дисплее персонального компьютера, а также сохраненных в постоянном запоминающем устройстве данных анализатора;
- удаленного доступа к меню настройки анализатора;
- изменения настроечных параметров анализатора.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления программного обеспечения |
| Наименование встроенного ПО: Model 241CE II | Model 241CE II/DS07 | V1.3 | Недоступен | - |
| Наименование внешнего ПО: Model 241 Configurator | System 200/2000 | 1.3 | 4F5B972EB3B6354327 | CRC16 |
Анализатор имеет защиту внешнего программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений в виде кодов доступа двух уровней. Уровень защиты «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Диапазоны измерений и погрешность измерений приведены в таблице 2.
Таблица 2.
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры точки росы, оС | от (Токр минус 60) до (Токр минус 5), но не ниже минус 40 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности, оС | ± 1,0 |
| Г абаритные размеры, мм, не более высота: ширина: длина: | 838 572 289 |
| Масса, , кг, не более | 45 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 275 |
| Напряжение питания, В | 220/240 В переменного тока частотой 50 Гц или 120 В переменного тока частотой 60 Гц |
| Параметры пробы на входе: Давление, МПа Температура, оС Расход, дм3/мин в режиме измерения в режиме продувки | до 13,79 0 - 40 0,3 - 3,3 1,0 — 5,0 |
| Срок службы, лет, не менее | 15 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 25000 |
| Условия эксплуатации: диапазон температуры окружающего воздуха, °C диапазон атмосферного давления, кПа диапазон относительной влажности, % при t = 25 °C | 10 - 40 84 - 106,7 0 - 90 |
Нормирование метрологических характеристик проведено с учетом того, что встроенное программное обеспечение анализатора является его неотъемлемой частью.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и на корпус анализатора в виде голографической наклейки.
Комплектность
Комплект поставки определяется заказом и отражается в спецификации.
Основной комплект включает:
- измерительный прибор;
- комплект эксплуатационных документов;
- методика поверки, а также запасные части:
- полевой блок анализатора:
100.1183 Узел измерительной камеры в сборе
100.1207 Блок фильтров в сборе
100.1578 Элемент Пельтье в сборе
100.1181 Плата микроконтроллера
100.1187 Плата интерфейса
100.1863 Блок питания
300.6255 Плавкий предохранитель (1 А, 250 В)
300.6254 Плавкий предохранитель (2 А, 250 В)
300.6256 Плавкий предохранитель (6.3 А, 250 В)
- блок фильтров системы пробоотбора:
300.4511 Уплотнительное кольцо для измерительной камеры
300.6217 Фильтрующий элемент (коалесцирующего действия 1.25")
100.1219 Ограничитель потока в фильтрующем блоке
300.2375 Уплотнительное кольцо 2-010*
300.6245 Ограничитель потока 50 см3/мин в стандартных условиях
300.6241 Уплотнительное кольцо 008*
300.4512 Ограничитель потока 250 см3/мин в стандартных условиях
300.6242 Уплотнительное кольцо 115*
300.6243 Уплотнительное кольцо 216*
300.6244 Уплотнительное кольцо 006*
300.5862 Мембраны и кольца для фильтров типа 101 высокой проникающей способностью*
300.8594 Мембраны и кольца для фильтров типа 5.
* - элементы, заменяемые при разборке блока фильтров системы пробоотбора при проведении технического обслуживания
Поверка
осуществляется по документу: «Анализаторы точки росы по углеводородам модель 241CE II. Методика поверки № МП-242-1214-2011», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в сентябре 2011 г.
Основные средства поверки: Пропан сжиженный высокой чистоты по ТУ 51-882-90 в баллонах под давлением. Объёмная доля пропана не менее 99,8 % (отн.), суммарная объёмная доля азота, метана, этана не более 0,05 % (отн.), суммарная объёмная доля сероводорода и меркаптановой серы не более 0,002 % (отн.), свободная вода отсутствует.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе «Анализатор точки росы по углеводородам. Модель 241CE II. Руководство по эксплуатации», раздел III.
В анализаторе используется метод определения точки росы по углеводородам, полностью соответствующий ГОСТ Р 53762-2009 "Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по углеводородам" и стандарту ИСО 6327 "Газовый анализ. Определение точки росы природного газа. Гигрометры с охлаждаемым зеркалом".
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
2. Техническая документация фирмы «AMETEK Process Instruments».
Рекомендации к применению
при выполнении государственных учетных операций.
