Назначение
Газоанализаторы GM35 предназначены для автоматического непрерывного измерения содержания одного или нескольких определяемых компонентов: оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), пары воды (Н2О), закись азота (N2O), а также температуры и давления в отходящих газах топливосжигающих установок и технологических средах.
Описание
Газоанализаторы GM35 (далее - газоанализаторы) представляют собой стационарные автоматические приборы непрерывного действия.
Принцип действия газоанализатора основан на оптоэлектронном методе измерения непосредственно в анализируемой среде без предварительного отбора и подготовки газовой пробы с использованием оптических корреляционных фильтров (для H2O и CO2) или газовых фильтров на каждый определяемый компонент (для CO и N2O) в инфракрасном диапазоне спектра. Молекулы газа поглощают световую энергию в определенном диапазоне длин волн, типичном для каждого компонента. Далее производится спектральное разложение света для обнаружения полос поглощения каждого из определяемых компонентов и последующая оценка соответствующих концентраций.
Измерение температуры осуществляется термометром сопротивления Pt1000.
Газоанализаторы имеют два исполнения:
- исполнение с измерительным зондом (используются зонды типа GMP или GPP);
- исполнение для установки поперек газохода (далее - cross-duct version, CD).
Газоанализаторы выпускаются в 8-ми модификациях, отличающихся перечнем определяемых компонентов и измеряемых величин, отличительные особенности модификаций приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Обозначение модификации газоанализатора | Определяемый компонент / измеряемая величина |
| Оксид углерода (CO) | Диоксид углерода (CO2) | Пары воды (H2O) | Закись азота (N2O) | Температура и давление |
| GM35-1 | + | - | - | - | + |
| GM35-2 | + | - | + | - | + |
| GM35-3 | + | + | + | - | + |
| GM35-4 | + | + | - | - | + |
| GM35-5 | - | + | + | - | + |
| GM35-6 | - | - | + | - | + |
| GM35-7 | - | + | - | - | + |
| GM35-10 | - | + | + | + | + |
Газоанализатор в исполнении с измерительным зондом состоит из следующих блоков и модулей:
- измерительный зонд типа GPP для влажных (обозначение “wet”) и сухих (“dry”) газов с закрытым измерительным пазом и с тефлоновым либо с керамическим газопроницаемым фильтром) с газопроницаемым корпусом или GMP (с открытым измерительным пазом);
- блок приемопередатчика;
- блок обработки данных;
- узел подачи продувочного воздуха SLV4 (для зонда типа GMP);
- вторичные устройства (персональный компьютер, самописец и т.д.), поставляемые по дополнительному заказу.
Газоанализатор в исполнении для установки поперек газохода состоит из следующих блоков и модулей:
- блок приемопередатчика;
- блок отражателя;
- узел подачи продувочного воздуха SLV4;
- блок обработки данных;
- вторичные устройства (персональный компьютер, самописец и т.д.), поставляемые по дополнительному заказу.
Блок приемопередатчика с зондом, блок отражателя (для исполнения для установки поперек газохода) крепятся непосредственно на газоходе или дымовой трубе с помощью монтажных фланцев, узел подачи продувочного воздуха монтируется в непосредственной близости и соединяется с устройством подачи чистого воздуха с помощью шланга. Блок обработки данных может располагаться на расстоянии до 1000 м от блока приемопередатчика, в этом случае используется соединительная коробка. Связь между блоком обработки данных и блоком приемопередатчика осуществляется через CAN-bus. Газоанализатор имеет встроенную систему автоматической диагностики и сигнализации. Блок обработки данных имеет удобный графический дисплей, а также панель управления для входа в меню параметризации и диагностики и светодиодную индикацию состояния.
Датчики температуры и давления встроены:
- для зонда GPP - непосредственно в зонд;
- для зонда GMP - в узел подачи продувочного воздуха, устанавливаемый снаружи зонда между установочным фланцем и фланцем крепления блока приемопередатчика.
Общие технические характеристики измерительных блоков газоанализаторов приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | GM35 с измерительным зондом GMP | GM35 с измерительным зондом GPP «dry» | GM35 с измерительным зондом GPP «wet» | GM35 для установки поперек газохода (CD) |
| Конструктивные особенности | Зонд имеет открытую конструкцию для непосредственного прохождения потока газа | Проба газа диффундирует через керамический фильтр | Проба газа диффундирует через тефлоно-вый/керамический фильтр | Имеет открытую конструкцию для непосредственного прохождения потока газа |
| Максимальная температура анализи- o/~' руемого газа, С | 430 (для N2O не более 180) | 430 (для N2O не более 180) | 430 (для N2O не более 180) | 430 (для N2O не более 180) |
| Возможность непосредственной подачи газовой смеси из баллона для проверки /поверки | Нет (только через Gas Filter Box) | Да | Да | Нет (только через Gas Filter Box) |
| Необходимость в периодической очистке воздухом | Да | Нет | Нет | Да |
| Нагрев оптических поверхностей в отражателе | Нет | Да, со встроенным контроллером | Да, со встроенным контроллером | По дополнительному заказу |
| Скорость газа в трубе | от 1 до 40 м/с | от 0 до 40 м/с | от 0 до 40 м/с | от 0 до 40 м/с |
| Пригодность для влажных газов | Да | Нет | Да | Да |
| Максимальное избыточное давление | 120 гПа, зависит от насоса для подачи чистого воздуха | 120 гПа | 120 гПа | 120 гПа |
| Диаметр канала *) | Не менее 360 мм | Не менее 300 мм | Не менее 300 мм | От 0,7 до 11,5 м |
| Массовая концентрация пыли | Не более 2 г/м3 | Не более 30 г/м3 | Не более 30 г/м3 | Не более 2 г/м3 |
| Длина, м | 1,0/1,5/2,0/2,5 | 1,0/1,5/2,0 | 1,0/1,5/2,0 | - |
| Измерительное (активное) расстояние, **) мм | 250/500/750/1000/ 1250 | 250/500/750/1000 | 250/500/750/1000 | |
| Примечания: *) зонд с меньшим измерительным активным расстоянием поставляется по отдельному запросу (применяется при высоких концентрациях или для каналов малого диаметра); **) измерительное расстояние определяется длиной измерительного паза зонда. |
Г азоанализаторы совместимы с блоком SCU (System Control Unit), выпускаемым фирмой «SICK AG», связь блока обработки и SCU осуществляется посредством CAN-bus.
Г азоанализатор обеспечивает выполнение следующих функций:
- измерение содержания одного или нескольких (в зависимости от модификации) компонентов в анализируемой среде;
- выдача результатов измерений на дисплей блока обработки;
- формирование трех выходных аналоговых сигналов 0.. .20 мА;
- формирование трех релейных выходных сигналов (48 В постоянного или переменного тока, максимальный ток 1 А) и трех реле состояния типа «сухой контакт» (нормально открытые, постоянный / переменный ток 48 В / 1 А);
- прием и обработку сигнала от одного аналогового входа 0.20 мА;
- обмен информацией по цифровому интерфейсу RS232 или CAN-bus;
- автоматическую диагностику состояния газоанализатора.
Газоанализаторы выполнены в общепромышленном исполнении и предназначены для установки вне взрывоопасных зон.
По защищенности от влияния пыли и воды газоанализаторы соответствуют степени защиты IP65 по ГОСТ 14254-96:
Программное обеспечение
Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (ПО) блока приемопередатчика, блока обработки, SCU.
Встроенное ПО блока приемопередатчика выполняет следующие функции:
- измерение содержания определяемых компонентов в анализируемой среде;
- передачу измерительной информации посредством CAN-bus блоку обработки и через интерфейс RS232 - персональному компьютеру (ПК) при проведении технического обслуживания;
- автоматическую самодиагностику.
Встроенное ПО блока обработки выполняет следующие функции:
- прием посредством CAN-bus измерительной информации от блока приемопередатчика, ее обработку и отображение на встроенном ЖК дисплее;
- обмен информацией по интерфейсу RS232 с ПК и посредством CAN-bus с SCU;
- автоматическую самодиагностику.
Г азоанализаторы обеспечивают возможность работы с автономным ПО SOPAS для персонального компьютера под управлением ОС семейства Microsoft Windows.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| ПО GM35 (блок приемопередатчика) |
| Идентификационное наименование ПО | 9062244 VI21 |
| Номер версии (идентификационный номер)*ПО | 9062244 VI21 |
| ПО GM35 (измерительный зонд/отражатель) |
| Идентификационное наименование ПО | 9091948 WJ24 (GMP/CD) 9061185 U245 (GPP) |
| Номер версии (идентификационный номер)*ПО | 9091948 WJ24 (GMP/CD) 9061185 U245 (GPP) |
| ПО GM35 (блок обработки данных) |
| Идентификационное наименование ПО | 9062243 T895 |
| Номер версии (идентификационный номер)*ПО | 9062243 T895 |
| Примечание - * номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения должен |
| быть не ниже указанного в таблице. | |
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик. Газоанализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - средний по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов по газоаналитическим измерительным каналам приведены в таблице 4, по измерительным каналам температуры и давления - таблице 5.
Таблица 4 - Газоаналитические измерительные каналы
| Определяемый компонент / из | Диапазон показаний объемной до | Диапазон измерений объемной доли опре | Пределы допускаемой основной погрешности |
| мерительный зонд | ли определяемого компонента * | деляемого компонента * | приведенной, % | относительной, % |
| Оксид углерода (CO) / GMP, GPP, CD | От 0 до 180 млн-1 | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | |
| | От 0 до 500 млн-1 | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | - |
| | | включ. Св. 180 до 500 млн-1 | | ±6 |
| | От 0 до 1000 млн-1 | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | - |
| | | включ. Св. 180 до 1000 млн-1 | | ±6 |
| | От 0 до 5000 млн-1 | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | - |
| | | включ. Св. 180 до 5000 млн-1 | | ±6 |
| | От 0 до 10000 млн-1 | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | - |
| | включ. Св. 180 до 10000 млн-1 | | ±6 |
| | От 0 до 20 000 -1 млн | От 0 до 180 млн-1 | ±6 | - |
| | включ. Св. 180 до 20000 млн-1 | | ±6 |
| Диоксид углерода (CO2) ** / GPP | От 0 до 25 % | От 0 до 25 % | ±3 | |
| | От 0 до 50 % | От 0 до 25 % включ. Св. 25 до 50 % | ±3 | ±3 |
| | От 0 до 100 % | От 0 до 25 % включ. Св. 25 до 100 % | ±3 | ±3 |
| Определяемый компонент / измерительный зонд | Диапазон показаний объемной доли определяемого компонента * | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента * | Пределы допускаемой основной погрешности |
| приведенной, % | относительной, % |
| Диоксид углерода (CO2) ** / GMP, CD | От 0 до 25 % | От 0 до 15 % | ±3 | |
| От 0 до 50 % | От 0 до 15 % | ±3 | - |
| От 0 до 100 % | От 0 до 15 % | ±3 | - |
| Пары воды (H2O) / GPP | От 0 до 22,5 % | От 0 до 3 % включ. Св. 3 до 22,5 % | ±10 | ±10 |
| От 0 до 100 % | От 0 до 3 % включ. Св. 3 до 22,5 % | ±10 | ±10 |
| Пары воды (H2O) / GMP, CD | От 0 до 22,5 % | От 0 до 4 % | ±10 | |
| От 0 до 100 % | От 0 до 4 % | ±10 | - |
| Закись азота (N2O) / GMP, GPP, CD | От 0 до 60 млн-1 | От 0 до 60 млн-1 | ±15 | |
| От 0 до 200 млн-1 | От 0 до 60 млн-1 включ. Св. 60 до 200 млн-1 | ±15 | ±15 |
| От 0 до 500 млн-1 | От 0 до 60 млн-1 включ. Св. 60 до 500 млн-1 | ±15 | ±15 |
| От 0 до 1000 млн-1 | От 0 до 60 млн-1 включ. Св. 60 до 1000 млн-1 | ±15 | ±15 |
| От 0 до 3000 -1 млн | От 0 до 60 млн-1 включ. Св. 60 до 3000 млн-1 | ±15 | ±15 |
| Примечания: * - диапазоны измерений указаны для измерительного расстояния, равного 1 м при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа; ** - для измерения совместно с N2O верхняя граница диапазона измерений объемной доли диоксида углерода не более 25 %; *** - для измерения совместно с N2O верхняя граница диапазона измерений паров воды не более 30 %. |
Таблица 5 - Измерительные каналы температуры и давления
| Измеряемая величина | Диапазон показаний | Диапазон измерений | Пределы допускаемой абсолютной погрешности |
| Температура анализируемой среды (PT 1000) | От 0 до 430 oC | От 0 до 430 oC | ±3 oC |
| Абсолютное давление анализируемой среды | От 600 до 1200 гПа | От 600 до 1200 гПа | ±10 гПа |
Таблица 6
| Характеристика | Значение |
| Предел допускаемой вариации выходного сигнала по газоаналитическим измерительным каналам, в долях от предела допускаемой основной погрешности | 0,2 |
| Время выхода на рабочий режим (время прогрева), мин, не более | 10 |
| Предел допускаемого времени установления показаний по уровню 0,9 (Т0,9), с, не более: - GM35 с измерительным зондом GMP и GM35 CD - GM35 с измерительными зондами GPP («wet» и «dry») | 5 120 |
| Предел допускаемого изменения выходного сигнала при непрерывной работе в течение 7 сут по газоаналитическим измерительным каналам, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализатора по газоаналитическим измерительным каналам от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 oC относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Номинальное значение напряжения электрического питания газоанализаторов переменным током частотой от 48 до 62 Гц, В | 115 / 230 |
| Пределы допускаемого отклонения от номинального напряжения питания | + 10 % / - 15 % |
| Потребляемая электрическая мощность, В-А, не более: - блок приемопередатчика - блок обработки данных - узел подачи продувочного воздуха SLV4 | 350 50 350 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 24 000 |
Габаритные размеры и масса блоков и узлов газоанализаторов не более приведенных в таблице 7.
Таблица 7
| Блоки газоанализатора | Г абаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| | Ширина | Высота | Длина | |
| Блок приемопередатчика | 291 | 530 | 570 | 29 |
| Блок обработки данных | 290 | 370 | 140 | 4 |
| Устройство подачи продувочного воздуха SLV4 (для зонда GMP) | 550 | 550 | 270 | 14 |
| Узел подачи продувочного воздуха (для зонда GMP) | Диаметр 240 Длина 220 | 7 |
| Зонд: | Диаметр 114,3 | мм | |
| GMP | Длина 1,0/1,5/2,0/2,5 м | 25 |
| GPP “wet”, GPP “dry” | Длина 1,0/1,5/2,0 м | 45 |
| Блок отражателя | Диаметр 133 Длина 140 | 1,5 |
Условия эксплуатации
- диапазон температуры окружающей среды, oC
от минус 40 до плюс 55 см. таблицу 2
до 96 (без конденсации)
- диапазон температуры анализируемой среды, C
- диапазон относительной влажности окружающей среды при температуре 25 oC, %
- диапазон атмосферного давления, кПа от 60 до 120
Знак утверждения типа
наносят на специальную табличку на лицевой панели блока обработки газоанализаторов методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.
Комплектность
Комплект поставки газоанализаторов приведен в таблице 8.
Таблица 8
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор в составе (в зависимости от исполнения): | GM 35 (модификация GM 35-X), где Х = 1.7, 10 | 1 шт. |
| блок приемопередатчика | | 1 шт. |
| блок отражателя (в исполнении для установки поперек газохода GM35 CD) | | 1 шт. |
| измерительный зонд (в исполнении с измерительным зондом) | GMP / GPP | 1 шт. |
| устройство подачи чистого воздуха SLV4 | | 1 или 2 шт. |
| блок обработки | | 1 шт. |
| узел подачи промывочного воздуха с встроенными сенсорами температуры и давления | | 1 или 2 шт. |
| CAN-кабели в ассортименте | | 5 шт. |
| Соединительная коробка | | 1 шт. |
| Температурный зонд | | 1 шт. |
| Монтажный фланец | | 1 или 2 шт. |
| Климатозащитные кожухи | | 2 или 3 шт. |
| Нагреватели продувочного воздуха | | 1 или 2 шт. |
| Набор запчастей | | 1 комплект |
| Устройство для подачи газовых смесей Gas Filter Вox (с возможностью переключения длины ячеек 25, 50, 75, 150 мм) или GMK10 (фиксированная длина ячейки 150 мм) | | 1 шт. (по заказу) |
| Руководство по эксплуатации | | 1 экз. |
| Паспорт | | |
| Методика поверки | МП-242-1920-2015 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1920-2015 «Газоанализаторы GM35. Методика поверки», разработанному и утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «27»июля 2015 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовые смеси оксид углерода - азот (ГСО 9744-2011, 10240-2013), диоксид углерода - азот (ГСО 10241-2013), закись азота - азот (ГСО 10382-2013) в баллонах под давлением, выпускаемых по ТУ 6-16-2956-92;
- генератор влажного воздуха HygroGen, модификации HygroGen 2, диапазон воспроизведения относительной влажности от 0 до 100 %, пределы допускаемой абсолютной погрешности по относительной влажности ±0,5 %, диапазон воспроизведения температуры от 0 до 60 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности по температуре ±0,1 °С;
- гигрометр Rotronic модификации HygroPalm, диапазон измерений относительной влажности от 0 до 100 %, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±1,0 %;
- калибратор давления Метран-520, диапазон измерений абсолютного давления встроенным модулем давления А250К от 0 до 0,25 МПа, код погрешности G.
При проведении поверки газоанализаторов по измерительному каналу температуры используют средства поверки, указанные в ГОСТ Р 8.624-2006 «Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки».
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационных документах.
Нормативные документы
1 ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
2 ГОСТ Р 50759-95 Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия.
3 ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
4 ГОСТ 8.578-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
5 ГОСТ Р 8.840-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1 - 110 в шестой степени Па
6 ГОСТ 8.558-93 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
7 ГОСТ 8.547-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов
8 ГОСТ Р 8.624-2006 Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки.
9 Техническая документация изготовителя "SICK AG", Германия.
65334-16: Методика поверки МП-242-1920-2015Скачать635.6 Кб
