Назначение
Датчики кислорода искробезопасные ДКИ предназначены для измерений объемной доли кислорода (О2) в воздухе рабочей зоны, в том числе шахт и прочих объектов горного производства.
Описание
Принцип действия датчиков кислорода искробезопасных ДКИ (далее - датчики) -электрохимический, измерительная ячейка на основе амперометрического принципа измерения вырабатывает токовый сигнал, пропорциональный содержанию кислорода.
Способ отбора пробы - диффузионный.
Конструктивно датчик выполнен в виде двух блоков - электронного и измерительного, соединенных между собой посредством пары разъемов или при помощи удлинительного кабеля. Измерительный блок может быть установлен на специально предусмотренное посадочное место рядом с электронным блоком или отдельно на расстоянии до 30 м.
Электронный блок состоит из двух изолированных камер, жестко скрепленных между собой. В верхней камере находятся электронные платы микроконтроллера и индикатора, а в нижней (под крышкой на петлях) - присоединительные зажимы и кнопки управления. Измерительный блок содержит чувствительный элемент и предусилитель сигнала.
Датчик имеет 3 кнопки для оперативного управления через систему меню с защитой от несанкционированного доступа.
Датчик обеспечивает следующие выходные сигналы:
- показания цифрового индикатора с разрешающей способностью 0,1 %;
- унифицированный искробезопасный аналоговый сигнал по напряжению от 0,4 до 2,0 В в диапазоне измерений объемной доли кислорода от 0 % до 25 %;
- цифровой сигнал по интерфейсу RS485 MODBUS RTU (по дополнительному заказу);
- релейный выход типа "сухой контакт", размыкающийся при достижении заданных пороговых значений, а также в случае обнаружения критической ошибки встроенной системой диагностики.
Общий вид датчиков представлен на рисунке 1.
Конструкцией датчика предусмотрена пломбировка винта корпуса мастикой пломбировочной (пластилином для опечатывания) от несанкционированного доступа. Схема пломбировки датчиков приведена на рисунке 2.
Заводской номер датчика наносится на табличку, расположенную на лицевой панели датчика, в виде цифрового обозначения типографским методом. Общий вид таблички с указанием заводского номера представлен на рисунке 2.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Рисунок 1 - Датчик кислорода искробезопасный ДКИ, общий вид (место пломбировки корпуса датчика для ограничения доступа отмечено стрелкой)
Знак утверждения типа
Заводской номер
Рисунок 2 - Общий вид маркировки датчика с указанием места нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Программное обеспечение
Датчики кислорода искробезопасные ДКИ имеют встроенное программное обеспечение (ПО).
Встроенное программное обеспечение разработано изготовителем специально для решения задач измерения объемной доли кислорода в воздухе рабочей зоны и обеспечивает следующие основные функции:
- обработку и передачу измерительной информации от первичного измерительного преобразователя;
- отображение результатов измерений на жидкокристаллическом дисплее;
- формирование выходного аналогового и цифрового сигналов;
- диагностику аппаратной части датчика и целостности фиксированной части встроенного ПО.
ПО датчика реализует следующие расчетные алгоритмы:
1) вычисление значений объемной доли кислорода на основании данных от электрохимической измерительной ячейки;
2) вычисление значений выходного аналогового сигнала.
Влияние встроенного программного обеспечения датчиков учтено при нормировании метрологических характеристик.
Датчики 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 программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | DKI51.hex | DKI52.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1 | 2 |
| Цифровой идентификатор ПО1) | 9E72 | А3А9 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC16 | CRC16 |
| 1) Значение контрольной суммы, указанное в таблице, относится только к файлу ПО соответствующей версии |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики датчиков
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений объемной доли кислорода, % | от 0 до 25 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, объемная доля кислорода, %: - для датчиков с версией встроенного ПО 1 - для датчиков с версией встроенного ПО 2 | ±(0,5+0,1-Свх), где Свх - объемная доля кислорода на входе датчика, % ±0,6 |
| Предел допускаемой вариации выходного сигнала, в долях от предела допускаемой основной абсолютной погрешности | 0,5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчика, в долях от пределов допускаемой основной абсолютной погрешности: - от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 °С | ±0,5 |
| - от изменения атмосферного давления на каждые 3,3 кПа для датчиков с версией встроенного ПО 1 | ±0,2 |
| для датчиков с версией встроенного ПО 2 | ±1,0 |
| - от изменения относительной влажности окружающей среды от 0 до 95 % для датчиков с версией встроенного ПО 1 | ±0,2 |
| для датчиков с версией встроенного ПО 2 | ±0,8 |
| Номинальное время установления показаний То,9ном, с, не более | 60 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, °C | 20±5 |
| - диапазон относительной влажности окружающей среды, % | от 30 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | 101,3±3,3 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики датчиков
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон настройки порога срабатывания сигнализации (релейного выхода), объемная доля кислорода, % | от 12 до 22 |
| Коэффициент возврата релейного выхода датчика, не менее | 0,9 |
| Время прогрева, мин, не более | 10 |
| Электрическое питание датчиков осуществляется постоянным током напряжением, В: | от 7 до 15,4 |
| Электрическая мощность, потребляемая датчиком, Вт, не более | 0,15 |
| Габаритные размеры датчика, мм, не более: электронного блока - высота - ширина - длина измерительного блока - высота - ширина - длина | 175 140 60 115 45 50 |
| Масса датчика, кг, не более: - электронного блока - измерительного блока | 0,8 0,2 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 20 000 |
| Средний срок службы, лет | 5 |
| Средний срок службы первичного измерительного преобразователя кислорода, лет | 2 |
| Маркировка взрывозащиты | РО Ex ia I Ма |
| Степень защиты от проникновения пыли и влаги по ГОСТ 14254-2015 | не ниже IP54 |
| Условия эксплуатации - диапазон температуры окружающей и анализируемой сред, oC - диапазон относительной влажности при температуре +35 оС (без конденсации), % - диапазон атмосферного давления, кПа | от 0 до +35 от 0 до 95 от 87,8 до 119,7 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и на лицевую панель корпуса датчика типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность датчика
| Наименование и условное обозначение | Обозначение | Количество |
| Датчик кислорода искробезопасный ДКИ* | ДКИ | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | РЭ 421512-008-17282729-11 | 1 экз. на партию |
| Капюшон для градуировки датчика | ДОУ-51.00.03 | по заказу |
| Кабель удлинительный | ДОУ-52.00.03 | по заказу |
| Модуль интерфейса RS485 | ДОУИ-50.20.01 | по заказу |
| Руководство по применению интерфейса RS485 при работе с датчиками МНТЛ РИВАС | | по заказу |
| * Версия встроенного ПО определяется при заказе. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 11 «Порядок работы с датчиком» документа РЭ 421512-008-17282729-11 «Датчики кислорода искробезопасные ДКИ. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия;
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ТУ 421512-008-17282729-11 Датчики кислорода искробезопасные ДКИ. Технические условия.
