Назначение
Газоанализаторы ГТМ-5101М-А (далее - газоанализаторы) предназначены для непрерывных автоматических измерений объемной доли кислорода в технологических газовых средах.
Описание
Принцип действия газоанализаторов - термомагнитный, основанный на использовании парамагнитных свойств кислорода и зависимости их от температуры.
Газоанализаторы являются одноблочными, одноканальными, стационарными приборами непрерывного действия, применяемыми на объектах использования атомной энергии (атомных станциях).
Способ отбора пробы - принудительный, за счет избыточного давления в точке отбора пробы или от внешнего побудителя расхода.
Газоанализаторы выпускаются в исполнениях в соответствии с таблицей 1 и отличаются видом климатического исполнения, диапазоном измерений, составом анализируемой среды (пробы) и диапазоном ее рабочего давления, пределами допускаемой основной приведенной погрешности.
Таблица 1 - Исполнения газоанализаторов
| Обозначение | Климатическое исполнение | Диапазон измерений объемной доли кислорода, % | Состав анализируемой среды | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Диапазон давлений анализируемой газовой смеси, кПа (мм рт. ст.) |
| ИБЯЛ.413231.009-10 | ТМ3 (экспортное) | от 0 до 1,00 | O2 — N2 (прим.1) | ± 4 | от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) |
| -11 | от 0 до 2,00 |
| -12 | от 0 до 3,0 |
| -13 | от 0 до 5,0 |
| -14 | от 0 до 10,0 |
| -15 | от 0 до 21,0 |
| -19 | от 0 до 30,0 |
| -20 | УХЛ4 | от 0 до 1,00 |
| -21 | от 0 до 2,00 |
| -22 | от 0 до 3,0 |
| -23 | от 0 до 5,0 |
| -24 | от 0 до 10,0 |
| -25 | от 0 до 21,0 |
| -29 | от 0 до 30,0 |
Продолжение таблицы 1
| Обозначение | Климатическое исполнение | Диапазон измерений объемной доли кислорода, % | Состав анализируемой среды | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Диапазон давлений анализируемой газовой смеси, кПа (мм рт. ст.) |
| ИБЯЛ.413231.009-30 | ТВ3 (экспортное) | от 0 до 1,00 | O2 - N2 (прим.1) | ± 4 | от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) |
| -31 | от 0 до 2,00 |
| -32 | от 0 до 3,0 |
| -33 | от 0 до 5,0 |
| -34 | от 0 до 10,0 |
| -35 | от 0 до 21,0 |
| -39 | от 0 до 30,0 |
| -40 | ТМ3 (экспортное) | от 0 до 2,0 | O2 - ДГ (прим.2) | ± 5 |
| -41 | от 0 до 5,0 |
| -42 | от 0 до 10,0 | ± 4 |
| -50 | УХЛ4 | от 0 до 2,0 | ± 5 |
| -51 | от 0 до 5,0 |
| -52 | от 0 до 10,0 | ± 4 |
| -60 | ТВ3 (экспортное) | от 0 до 2,0 | ± 5 |
| -61 | от 0 до 5,0 |
| -62 | от 0 до 10,0 | ± 4 |
| -70 | ТМ3 (экспортное) | от 0 до 1,00 | O2 - N2 (прим.1) | от 84,0 до 152,0 (от 630 до 1140) |
| -71 | от 0 до 2,00 |
| -72 | от 0 до 3,0 |
| -73 | от 0 до 5,0 |
| -74 | от 0 до 10,0 |
| -80 | УХЛ4 | от 0 до 1,00 |
| -81 | от 0 до 2,00 |
| -82 | от 0 до 3,0 |
| -83 | от 0 до 5,0 |
| -84 | от 0 до 10,0 |
| -90 | ТВ3 (экспортное) | от 0 до 1,00 |
| -91 | от 0 до 2,00 |
| -92 | от 0 до 3,0 |
| -93 | от 0 до 5,0 |
| -94 | от 0 до 10,0 |
П р и м е ч а н и я
1 Состав анализируемой среды:
- объемная доля водорода (Н2), % - от 0 до 3;
- объемная доля аммиака (NH3), % - от 0 до 5;
- массовая концентрация сероводорода (H2S), мг/м3 - от 0 до 10;
- массовая концентрация диоксида серы (SO2), мг/м3 - от 0 до 20;
- массовая концентрация окислов азота (NOx), мг/м3 - от 0 до 1000;
- кислород (О2) и азот (N2) остальное.
Продолжение таблицы 1________________________________________
2 Состав анализируемой среды:
- объемная доля водорода (Н2), % - от 0 до 3;
- объемная доля оксида углерода (СО), % - от 0 до 85;
- объемная доля диоксида углерода (СО2), % - от 0 до 25;
- объемная доля метана (СН4), % - от 0 до 10;
- массовая концентрация окислов азота (NOx), мг/м3 - от 0 до 1000;
- массовая концентрация диоксида серы (SO2), мг/м3 - от 0 до 200;
- кислород (О2) и азот (N2) остальное.
3 Для исполнений ИБЯЛ.413231.009-70...-74. -80...-84. -90...-94 изготовитель может изготовить газоанализаторы с диапазоном давления анализируемой газовой смеси от 50.6 до 152.0 кПа (от 380 до 1140 мм рт. ст.). что оговаривается при заказе.
4 Нормирующее значение приведенной погрешности - разность между верхним и нижним пределами диапазона измерений. в котором нормирована приведенная погрешность.
5 Пределы допускаемой основной приведенной погрешности нормированы в нормальных условиях измерений в соответствии с таблицей 3.
Вывод информации об измеренном содержании объемной доли кислорода осуществляется:
а) на табло;
б) в форме выходного сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА или от 0 до 5 мА.
Изготовление газоанализаторов с выходным сигналом постоянного тока от 0 до 5 мА оговаривается при заказе.
Газоанализаторы обеспечивают выполнение следующих функций:
а) функция. важная для безопасности - измерение содержания кислорода (О2. объемная доля. %) с выводом результатов измерений в виде сигнала постоянного тока;
б) функция. не относящаяся к безопасности - вывод результатов измерений на табло.
Заводской номер газоанализатора в виде цифрового обозначения и знак утверждения типа наносятся на табличку. расположенную на корпусе газоанализатора.
Нанесение знака поверки на газоанализаторы не предусмотрено.
Общий вид газоанализаторов и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 1 и 2.
Место пломбирования
Место нанесения заводского номера и знака утверждения типа
а) при стандартной поставке
б) при поставке на экспорт
Рисунок 1 - Общий вид газоанализаторов ГТМ-5101М-А
а) при стандартной поставке с номинальным напряжением питания 220 В
б) при поставке на экспорт с номинальным напряжением питания 220 В
в) при стандартной поставке с номинальным напряжением питания 230 В
г) при поставке на экспорт с номинальным напряжением питания 230 В
Рисунок 2 - Общий вид задней панели газоанализаторов ГТМ-5101М-А
Программное обеспечение
Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ВПО), разработанное изготовителем специально для непрерывных автоматических измерений объемной доли кислорода.
ВПО реализует следующие функции:
- расчет объемной доли кислорода;
- цифровая индикация объемной доли кислорода;
- выдача выходного сигнала постоянного тока;
- расчет и вывод на табло номера версии ВПО и цифрового идентификатора ВПО (контрольной суммы).
Уровень защиты ВПО и измерительной информации от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» согласно Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ВПО приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ВПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ВПО | Gtm_a_v3 |
| Номер версии ВПО | 3.0 |
| Цифровой идентификатор ВПО | 3ЕС6 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ВПО | CRC-16 |
| П р и м е ч а н и е - Номер версии ВПО должен быть не ниже указанного в таблице. Значение контрольной суммы, приведенное в таблице, относится только к файлу прошивки обозначенной в таблице версии. |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики газоанализаторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений, объемная доля, % | В соответствии с таблицей 1 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | В соответствии с таблицей 1 |
| Пределы допускаемой вариации показаний, в долях от пределов основной приведенной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении температуры окружающей среды от +5 °С до +50 °С на каждые 10 °С от температуры определения основной погрешности, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности | 1,0 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении температуры окружающей среды от рабочей до предельной (от +1 °С до +5 °С и от +50 °С до +60 °С в течение 6 ч) на каждые 10 °С, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности | 1,0 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении давления анализируемой газовой смеси (пробы) в газовом канале газоанализаторов на каждые 10 кПа (75 мм рт. ст.) от давления, при котором определялась основная погрешность, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности: - для газоанализаторов с диапазоном давления анализируемой газовой смеси (пробы) от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.) - для газоанализаторов с диапазоном давления анализируемой газовой смеси (пробы) от 84,0 до 152,0 кПа (от 630 до 1140 мм .рт. ст.) и от 50,6 до 152,0 кПа (от 380 до 1140 мм рт. ст.) | 0,5 0,25 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при воздействии синусоидальной вибрации частотой от 1 до 120 Гц ускорением 9,8 м/с2, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности | 0,3 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения расхода анализируемой газовой смеси на ±0,2 дм3/мин от номинального значения расхода 0,7 дм3/мин, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности: а) для диапазонов измерений объемной доли O2, %: от 0 до 1,00, от 0 до 2,00, от 0 до 2,0, от 0 до 3,0; б) для диапазонов измерений объемной доли O2, %: от 0 до 5,0, от 0 до 10,0, от 0 до 21,0, от 0 до 30 | 0,6 0,3 |
| Время прогрева газоанализаторов, мин, не более | 60 |
| Предел допускаемого времени установления показаний То,9ном, с | 60 |
| Предел допускаемого интервала времени работы газоанализаторов без корректировки показаний, сут. | 30 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении содержания в анализируемой среде объемной доли неопределяемых компонентов, в долях от пределов основной допускаемой приведенной погрешности | В соответствии с таблицей 4 |
| Нормальные условия измерений - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 45 до 75 от 97,3 до 105,3 |
Таблица 4 - Пределы допускаемой дополнительной погрешности от воздействия неопределяемых компонентов
| Диапазон измерений, объемная доля, % | Состав анализируемой среды | Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении содержания в анализируемой среде объемной доли неопределяемых компонентов, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности |
| Н2 от 0 до 3 %, объемной доли | NH3 от 0 до 5 %, объемной доли | СО2 от 0 до 25 %, объемной доли | СО от 0 до 85 %, объемной доли | СН4 от 0 до 10 %, объемной доли |
| от 0 до 1,00 | О2 - N2 | 1,0 | 1,0 | - | - | - |
| от 0 до 2,00 | 1,0 | 1,0 | - | - | - |
| от 0 до 3,0 | 0,5 | 0,5 | - | - | - |
| от 0 до 5,0 | 0,5 | 0,5 | - | - | - |
| от 0 до 10,0 | 0,25 | 0,25 | - | - | - |
| от 0 до 21,0 | 0,25 | 0,25 | - | - | - |
| от 0 до 30 | 0,25 | 0,25 | - | - | - |
| от 0 до 2,0 | O2 - ДГ | 1,0 | - | 1,0 | 0,75 | 1,0 |
| от 0 до 5,0 | 0,5 | - | 0,75 | 0,5 | 0,75 |
| от 0 до 10,0 | 0,25 | - | 0,25 | 0,25 | 0,5 |
Продолжение таблицы 4________________________________________
Примечание - Дополнительная погрешность от влияния неопределяемых компонентов H2S, SO2, NOx не нормируется и не проверяется ввиду того, что практически отсутствует их влияние на показания.
Таблица 5 - Основные технические характеристики газоанализаторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальные параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Г ц | 220+22-33 или 230+23-23 от 47,0 до 51,0 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 25 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - длина - ширина - высота | 370 306 140 |
| Масса, кг, не более | 10 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, °С - предельные рабочие значения температуры окружающей среды в течение не более 6 ч, °С - относительная влажность окружающей среды при температуре 35 °С (и ниже) без конденсации влаги, %, не более - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) - диапазон массовой концентрации влаги в анализируемой среде, г/м3 - синусоидальная вибрация: а) частота, Г ц б) ускорение, м/с2 - напряженность внешнего однородного переменного магнитного поля, А/м, не более - напряженность внешнего однородного переменного электрического поля, кВ/м, не более - рабочее положение вертикальное, угол наклона в любом направлении, °, не более - расход анализируемой газовой смеси (пробы), дм3/мин | от +5 до +50 от +1 до +5 от +50 до +60 98 от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) от 0 до 6 от 1 до 120 9,8 400 10 5 от 0,5 до 0,9 |
| Назначенный срок службы, лет Средняя наработка до отказа, ч | 12 150000 |
| Степень защиты газоанализаторов по ГОСТ 14254-2015 | IP54 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом и на табличку, расположенную на корпусе газоанализатора, методом лазерной гравировки.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность газоанализаторов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор ГТМ-5101М-А1) | _ | 1 шт. |
| Комплект ЗИП2) | _ | 1 компл. |
| Ведомость эксплуатационных документов3) | ИБЯЛ.413231.009 ВЭ или ИБЯЛ. 413231.009-01 ВЭ | 1 экз. |
| Комплект эксплуатационных документов4) | _ | 1 компл. |
| 1) Исполнение согласно заказу 2) Согласно ведомости ЗИП ИБЯЛ.413231.009 ЗИ 3) В зависимости от исполнения 4) Согласно ведомости эксплуатационных документов. Методика поверки входит в комплект эксплуатационных документов. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделах «Использование по назначению» документов ИБЯЛ.413231.009 РЭ «Газоанализаторы ГТМ-5101М-А. Руководство по эксплуатации» и ИБЯЛ.413231.009-01 РЭ «Газоанализаторы ГТМ-5101М-А. Руководство по эксплуатации» (при поставке на экспорт).
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;
ИБЯЛ.413231.009 ТУ Газоанализаторы ГТМ-5101М-А. Технические условия.
