Назначение
Газоанализаторы OPTIMA (далее по тексту - газоанализаторы) предназначены для:
- измерений объемной доли кислорода (О2), оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), сернистого ангидрида (SO2), сероводорода (H2S), метана (СН4) в отходящих газах стационарных и передвижных источников промышленных выбросов, а также:
- измерений или определения расчетным методом объемной доли диоксида углерода (СО2);
- определения расчетным методом объемной доли или массовой концентрации суммы оксидов азота (NOx);
- измерений температуры;
- измерений дифференциального давления;
- измерений избыточного давления (разрежения);
- измерений абсолютного давления;
- определения расчетным методом скорости и объемного расхода газового потока при работе в комплекте с напорными пневмометрическими трубками, модификаций Пито и НИИОГАЗ;
- измерений температуры окружающей среды;
- определения расчетным методом технологических параметров и теплотехнических коэффициентов топливосжигающих установок: коэффициента избытка воздуха, коэффициента потерь тепла и КПД сгорания топлива;
- определения расчетным методом массового выброса загрязняющих веществ.
Описание
К данному типу средств измерений относятся газоанализаторы следующих модификаций: OPTIMA и OPTIMA biogas, которые отличаются возможностью выбора газовых сенсоров, количество которых может быть от 1 до 11. Варианты комплектаций газоанализаторов представлены в таблице 1.
Если в газоанализаторе присутствует более одного канала измерений СО, NO, SO2 с разными диапазонами измерений, переключение с меньшего на больший диапазон и с большего на меньший диапазон, происходит автоматически.
Таблица 1 - Измерительные каналы газоанализаторов
| Каналы измерения | Модификация газоанализатора | Тип измерительного сенсора |
| OPTIMA | OPTIMA biogas |
| Каналы измерения концентрации газов |
| О2 (от 0 до 21 %) | + | + | Электрохимический |
| CO низкий (от 0 до 500 млн-1) | + | + |
| CO (от 0 до 10 000 млн-1) | + | + |
| СО высокий (от 0 до 10 %) | + | + |
| NO низкий (от 0 до 300 млн-1) | + | + |
| NO (от 0 до 4 000 млн-1) | + | + |
| NO2 (от 0 до 500 млн-1) | + | + |
| SO2 низкий (от 0 до 300 млн-1) | + | - |
| SO2 (от 0 до 4 000 млн-1) | + | - |
| H2S (от 0 до 1 000 млн-1) | + | + |
| СО2 (от 0 до 40 %) | + | - | ИК |
| СО2 (от 0 до 100 %) | - | + |
| СН4 (от 0 до 4 %) | + | - |
| СН4 (от 0 до 100 %) | - | + |
| Каналы измерения температуры |
| Температура газа (от +50 до +650 °С) | + | + | Термоэлектрический |
| Температура газа (от +50 до +1000 °С) | + | + |
| Температура воздуха (от 0 до +100 °С) | + | + |
| Каналы измерения давления |
| Разность давления, избыточное давление (разрежение), от -100 до +100 гПа | + | + | Тензорезистивный |
| Абсолютное давление | +* | +* |
| «+» - может быть установлен «-» - не может быть установлен +* - устанавливается только при наличии опции «Расчет скорости потока». |
Газоанализаторы OPTIMA являются мобильными автоматическими приборами непрерывного действия.
Принцип действия газоанализаторов:
- по каналам измерений О2, СО, NO, NO2, SO2, H2S - электрохимический;
- по каналам измерений СО2, СН4 - оптический инфракрасный;
- по каналам измерений температуры - термоэлектрический;
- по каналам измерений избыточного давления (разрежения), дифференциального давления, абсолютного давления - тензорезистивный;
Газоанализаторы состоят из измерительного блока, выполненного из ударопрочного армированного пластика, со встроенным конденсатосборником, побудителем, и могут комплектоваться пробоотборными зондами. На передней панели расположены клавиатура и крупный графический цветной дисплей с подсветкой и функцией «Zoom».
Функция «Zoom» позволяет выбрать один из трех видов индикации:
- семь параметров на одной странице, в виде цифровой индикации (в стандартном размере);
- четыре параметра на одной странице, в виде комбинации цифровой индикации и в виде графиков (в стандартном размере);
- два параметра в виде цифровой индикации (в крупном размере).
Последовательность отображения параметров и размерности на «страницах» дисплея, а также количество «страниц» индикации настраивается пользователем. Максимальное количество «страниц» дисплея - 8.
Пробоотборные зонды могут быть:
- модульные (со сменной трубкой);
- с фиксированной трубкой.
Модульные пробоотборные зонды состоят из ручки зонда со шлангом и сменной трубки зонда со встроенной термопарой типа «К». Сменная трубка зонда поставляется с конусом, c резьбой (с изменяемым диаметром) и специальным винтом. Это позволяет вкручивать конус в отверстие отбора пробы и фиксировать зонд для проведения измерений.
Сменные трубки зонда различаются по максимальной рабочей температуре на стандартные и жаропрочные, их характеристики приведены в таблице 2. Определить тип трубки можно по надписи, выгравированной на торце основания газозаборной трубки. Если надпись начинается с букв «НТ» (High Temperature - Высокая температура), то трубка жаропрочная.
О бщий вид частей модульного пробоотборного зонда представлен на рисунке 1.
Таблица 2 - Виды сменных трубок модульного зонда
| Стандартные трубки зонда (материал - нержавеющая сталь). Температура до 650°С (Максимальная температура до 800°С) | Обозначение |
| Длина, мм | Диаметр трубки, мм | -(стандартная) |
| 180, 250, 300, 500 | 8 |
| 750,1000, 1500, 2000, 2500, 3000 | 10 |
| Жаропрочные трубки зонда (Материал - сплав Inconel) Температура до 1 000°С (Максимальная температура до 1 100°С) | НТ (жаропрочная) |
| 300,500 | 8 |
| 750,1000, 1500, 2000, 2500, 3000 | 10 |
Зонды с фиксированной трубкой рассчитаны на температуру газа до 650 °С (Максимальная температура до 800 °С).
На трубке зонда имеется конус c резьбой (с изменяемым диаметром) и специальным винтом. Материал трубки зонда - нержавеющая сталь. Длина может быть от 250 мм до 1000 мм. Общий вид пробоотборного зонда с фиксированной трубкой представлен на рисунке 2.
Пломбирование и нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Заводской номер в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится печатным способом на маркировочную табличку в месте, указанном на рисунке 3. Пример маркировочной таблицы приведен на рисунке 4.
Общий вид газоанализаторов с указанием места нанесения заводского номера приведен на рисунке 3. Общий вид газоанализаторов с пробоотборным зондом приведен на рисунке 5.
Рисунок 1 - Общий вид частей модульного пробоотборного зонда
Рисунок 2 - Общий вид пробоотборного зонда с фиксированной трубкой
а) вид спереди
Место нанесения
заводского номера
б) вид сзади
Рисунок 3 - Общий вид газоанализаторов с указанием места нанесения заводского номера
Imai I ® Handheld Multigas Analyzer
I ll\U
w
UllitlON HC4IICR ж таив
Serial-No.
:S 17N
OPTIMA
www.mru.eu
Power supply
Made in Germany
tmi$HMMi>iii9MiHniLK> ’
Serial-No.
17N
а) модификация OPTIMA
OPTIMA Biogas
www.mru.eu
। Handheld Multigas Analyzer
Power supply
Made in Germany
б) модификация OPTIMA biogas
Рисунок 4 - Пример маркировочной таблицы
Рисунок 5 - Общий вид газоанализаторов с пробоотборным зондом
Программное обеспечение
Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО), которое разработано специально для решения задач измерения концентраций газов, температуры, давления и скорости газового потока.
Встроенное ПО обеспечивает диагностику работы газоанализатора, позволяет производить:
- индикацию на дисплее измеренных и расчётных данных в цифровом виде, а также, в виде графиков и таблиц;
- запись и хранение измеренных и расчётных данных во внутреннюю энергонезависимую память и в съемную SD карту;
- обмен данными с внешними устройствами по интерфейсам mini-USB, Bluetooth, Wi-Fi;
- передачу данных через встроенный ИК порт для распечатки на внешний термопринтер;
- проверку газового тракта газоанализаторов на герметичность (Тест на герметичность);
Уровень защиты встроенного ПО - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | 1113 generell |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.00.00 |
| Цифровой идентификатор ПО | |
Технические характеристики
Таблица 4 - Метрологические характеристики по каналам измерения концентрации газов
| Определяемый компонент | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсолютной | относительной |
| Электрохимические сенсоры |
| Кислород O2 | от 0 до 21,0 % | ±0,2 % | - |
| Оксид углерода СО | Канал CO низкий |
| от 0 до 100 млн-1 включ. св. 100 до 500 млн-1 | ±5 млн-1 - | - ±5 % |
| Канал CO |
| от 0 до 400 млн-1 включ. св. 400 до 4000 млн-1 включ. св. 4000 до 10000 млн-1 | ±20 млн-1 -- | - ±5 % ±10 % |
| Канал CO при установленном канале «CO низкий» |
| св. 500 до 4000 млн-1 включ. св. 4000 до 10000 млн-1 | -- | ±5 % ±10 % |
| Канал CO высокий |
| от 0 до 0,5 % включ. св. 0,5 до 10 % | ±0,05 % - | - ±10 % |
| Оксид азота NO | Канал NO низкий |
| от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 300 млн-1 | ±5 млн-1 - | - ±10 % |
| Канал NO |
| от 0 до 100 млн-1 включ. св. 100 до 4000 млн-1 | ±10 млн-1 - | - ±10 % |
| Канал NO при установленном канале NO низкий |
| св. 300 до 4000 млн-1 включ. | - | ±10 % |
| Диоксид азота NO2 | Канал NO2 |
| от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 500 млн-1 | ±5 млн-1 - | - ±10 % |
| Сернистый ангидрид SO2 | Канал SO2 низкий |
| от 0 до 100 млн-1 включ. св. 100 до 300 млн-1 | ±5 млн-1 - | ±5 % |
| Канал SO2 |
| от 0 до 100 млн-1 включ. св. 100 до 4000 млн-1 | ±10 млн-1 - | - ±10 % |
| Канал SO2 при установленном канале SO2 низкий |
| св. 300 до 4000 млн-1 | - | ±10 % |
| Сероводород H2S | Канал H2S |
| от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 1000 млн-1 | ±5 млн-1 - | - ±10 % |
Продолжение таблицы 4
| Определяемый компонент | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсолютной | относительной |
| Инфракрасные сенсоры |
| Диоксид углерода СО2 | Канал СО2 инфракрасный (40,00 %) |
| от 0 до 40 % | ± (0,4+0,04 •Сх) % | - |
| Канал СО2 инфракрасный (100 %) |
| от 0 до 100 % | ± (0,5+0,04-Сх) % | - |
| Метан CH4 | Канал СН4 инфракрасный (4 %) |
| от 0 до 4 % | ± (0,1+0,05 •Сх) % | - |
| Канал СН4 инфракрасный (100 %) |
| от 0 до 100 % | ± (0,5+0,05 •Сх) % | - |
| Cx - значение измеренной концентрации. |
Таблица 5 - Метрологические характеристики по каналам измерений температуры и давления
| Наименование характеристики | Значение |
| Каналы измерений температуры |
| Диапазон измерений температуры (в зависимости от применяемого зонда), °С: - зонд температуры окружающего воздуха - зонд пробоотборный из нержавеющей стали - зонд пробоотборный из жаропрочного сплава Inconel | от 0 до +100 от +50 до +650 от +50 до +1000 |
| Пределы допускаемой основной погрешности при измерениях температуры, в диапазоне: от 0 до + 200 °С включ. (абсолютная, °С) св. +200 °С до +1000 °С (относительная, %) | ±2 ±1 |
| Каналы измерений давления |
| Диапазон измерений разности давления, избыточного давления (разрежение) газового потока, гПа | от -100 до +100 |
| Пределы допускаемой основной погрешности при измерениях давления, в диапазоне: от -5 до +5 включительно (абсолютная, гПа) от -100 до -5 включ. и св. +5 до + 100 (относительная, %) | ±0,05 ±1,0 |
| Диапазон измерений абсолютного давления (только для приборов с опцией скорости потока), гПа | от 600 до 1150 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности при измерениях абсолютного давления, % | ±1,0 |
Таблица 6 - Дополнительные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений, в долях от допускаемой основной погрешности, при изменении температуры окружающей среды в диапазонах: от +5 °С до +15 °С включ. (от -15 °С до +15 °С включ. и от -30 °С до +15 °С включ., при использовании оригинальных термочехлов) и св. +25 °С до +45 °С, на каждые 10 °С, для: - О2, СО низкий, CO, NO низкий, NO, NO2 | ±0,2 |
| - CO высокий, СО2 инфракрасный (40,00 %) | ±0,4 |
| - SO2 низкий, SO2, H2S, СО2 инфракрасный (100 %), СН4 инфракрасный (4 %), СН4 инфракрасный (100 %) | ±0,5 |
Таблица 7 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц - напряжение постоянного тока, В | 220 ± 22 50/60 5 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 7 18 (с термочехлом) |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 | IP30 (без термочехла) IP42 (с термочехлом) |
| Габаритные размеры (ШхДхВ), мм, не более | 110x225x52 |
| Масса, кг, не более | 0,8 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - температура окружающей среды (с термочехлом), °С - температура окружающей среды (с термочехлом с обогревом), °С - относительная влажность (без конденсации), %, не более - атмосферное давление, гПа | от +5 до +45 от -15 до +40 от -30 до +40 95 от 880 до 1060 |
| Средняя наработка до отказа, ч | 10000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 8 - Комплектность газоанализаторов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор OPTIMA | в соответствии с заказом | 1 шт. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Пробоотборный зонд1) | | 1 шт. |
| Кейс пластиковый или Термочехол1) | | 1 шт. |
| 1) - по заявке заказчика |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5 «Методы измерения» документа «Газоанализаторы OPTIMA модификации OPTIMA. Руководство по эксплуатации» и в разделе 4 «Эксплуатация» документа «Газоанализаторы OPTIMA модификации OPTIMA biogas. 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»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. № 1904 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений разности давлений до 1-105 Па»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10’1 - 1-107 Па»;
Техническая документация «MRU GmbH».
