Назначение
Газоанализаторы стационарные СГА (далее - газоанализаторы) предназначены для измерения объемной доли метана, кислорода, оксида и диоксида углерода, температуры и абсолютного давления воздуха рабочей зоны в шахтах, опасных по газу и пыли.
Описание средств измерений
Газоанализаторы являются многоканальными автоматическими приборами непрерывного действия. Предназначены для работы в подземных выработках угольных шахт, опасных по газу (метан) и угольной пыли. Газоанализаторы обеспечивают непрерывное измерение концентрации определяемого компонента (измеряемого параметра) с выводом измеренной информации на дисплей, преобразование измеренных значений в аналоговый сигнал и цифровой код с передачей по интерфейсу RS-485, световую сигнализацию превышения пороговых значений.
Газоанализаторы имеют следующие модификации:
СГА-М1 - предназначен для измерения концентрации определяемого компонента газа;
СГА-М2 - предназначен для измерения температуры, абсолютного давления и показаний относительной влажности.
Конструктивно газоанализатор состоит из следующих блоков:
- блок индикации СГА-М1.1 (блок содержит экран, световую и звуковую сигнализацию, клеммный отсек) для модификации СГА-М1, СГА-М2;
- выносной блок датчиков СГА-М1.2 (блок содержит один датчик для измерения концентрации определяемого компонента газа) - для модификации СГА-М1;
- выносной блок датчиков СГА-М2.2 (блок содержит датчики для измерения температуры, абсолютного давления и показаний относительной влажности) - для модификации СГА-М2.
Блок датчиков СГА-М1.2 или СГА-М2.2 может монтироваться непосредственно на блок индикации СГА-М1.1 или соединяться с ним кабелем длиной не более 30м.
Блок датчика СГА-М1.2 выпускаются в модификациях согласно таблице 1.
Таблица 1 - Модификации блока датчика СГА-М1.2
| Модификация блока СГА-М1.2 | Определяемы й компонент | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Выходной сигнал | Тип первичного преобразователя |
Описание | 2 | 3 | 4 | 5 |
| СГА-М1.2/СН4-10 | метан (СН4) | от 0 до 5 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Оптический |
| СГА-М 1.2/СН4-2ТК | метан (СН4) | от 0 до 2,5 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Т ермокаталити-ческий |
| СГА-М1.2/Ш4-3О | метан (СН4) | от 0 до 100 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Оптический |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| СГА-М1.2/СО2-1 | диоксид углерода (СО2) | от 0 до 5 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Оптический |
| СГА-М1.2/СО2-2 | диоксид углерода (СО2) | от 0 до 20 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Оптический |
| СГА-М1.2/СО-1 | оксид углерода (СО) | от 0 до 100 млн-1 | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Электрохимичес кий |
| СГА-М1.2/СО-2 | оксид углерода (СО) | от 0 до 1000 млн-1 | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Электрохимичес кий |
| СГА-М1.2/СО-3 | оксид углерода (СО) | от 0 до 5000 млн-1 | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Электрохимичес кий |
| СГА-М1.2/О2 | кислород (О2) | от 0 до 25 % | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 | Электрохимичес кий |
Блок датчика СГА-М2.2 выпускаются в модификациях согласно таблице 2.
Таблица 2 - Модификации блока датчиков СГА-М2.2
| Модификация блока СГА-М2.2 | Измеряемый параметр | Диапазон измерений | Выходной сигнал |
| СГА-М2.2/ТРН | температура воздуха | от -20 до +50 °С | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 |
| абсолютное давление воздуха | от 80 до 120 кПа | от 0,4 до 2 В, цифровой, RS-485 |
Электрическое питание газоанализаторов осуществляется от искробезопасного источника питания напряжением от 7 до 15,9 В постоянного тока или от 12 до 15 В переменного тока.
Принцип измерений газоанализаторов по измерительным каналам:
- объемной доли метана (модификации СН4-1О, СН4-3О) и диоксида углерода -оптический, основанный на избирательном поглощении инфракрасного излучения молекулами анализируемого газа в области длин волн от 3,3 до 3,4 мкм;
- объемной доли метана (модификация СН4-2ТК) - термокаталитический, основанный на беспламенном сжигании (окислении) метана на поверхности каталитически активного элемента и измерении количества выделившегося при этом тепла, которое при поддержании постоянства условий тепломассообмена пропорционально концентрации метана в анализируемом воздухе.
- объемной доли кислорода и оксида углерода - электрохимический, анализируемый газ вступает в химическую реакцию с электролитом, заполняющим ячейку датчика.
Газоанализаторы имеют выходные сигналы:
- аналоговый выходной сигнал от 0,4 до 2 В;
- цифровой выходной сигнал, интерфейс RS-485, протокол обмена Modbus RTU.
Газоанализаторы выполнены во взрывозащищенном исполнении с видами
взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «ia», применением взрывонепроницаемой оболочки и могут применяться в угольных шахтах, опасных по газу (метан) и пыли, а также во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, согласно маркировке взрывозащиты.
Программное обеспечение
Для предотвращения несанкционированного доступа корпус блока СГА-М1.1 пломбируется. Внешний вид прибора и схема опломбировки приведены на рисунке 1.
Встроенное программное обеспечение (далее - ПО) газоанализаторов состоит из двух частей - основной (программы управления измерением) и дополнительной (подпрограмма тестирования цифрового выходного сигнала) и имеет древовидную структуру. Навигация по меню осуществляется кнопками, расположенными на лицевой панели блока СГА-М1.1. ПО устанавливается в газоанализаторах на заводе-изготовителе во время производственного цикла. Конструкция газоанализаторов исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию. Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные встроенного программного обеспечения приведены в таблице 3.
Таблица 3 - идентификационные данные встроенного программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | SGA.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Ver.1.x |
| Цифровой идентификатор ПО* | 0x438EF3A3 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC32 |
| * Контрольная сумма указана для версии ПО 1.01. |
Технические характеристики
Газоанализаторы с аналоговым выходным сигналом обеспечивают преобразование объемной доли определяемого компонента (измеряемого параметра) в выходные электрические сигналы в соответствии с функциями преобразования, приведенными в таблице 4.
Таблица 4 - Функции преобразования газоанализаторов
| Модификация блока СГА-Мх.2 | Определяемый компонент или измеряемый параметр | Диапазон измерений | Функция преобразования |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| СГА-М 1.2/СН4-10 | метан (СН4) | от 0 до 5 % об. | ивых=0,32-С+0,4 |
| СГА-М 1.2/СН4-2ТК | метан (СН4) | от 0 до 2,5 % об. | ивых=0,64С+0,4 |
| СГА-М1.2/СН4-3О | метан (СН4) | от 0 до 100 % об. | ивых=0,016С+0,4 |
| СГА-М 1.2/СО2-1 | диоксид углерода (СО) | от 0 до 5 % об. | ивых=0,32-С+0,4 |
| СГА-М 1.2/СО2-2 | диоксид углерода (СО2) | от 0 до 20 % об | ивых=0,08С+0,4 |
| СГА-М1.2/СО-1 | оксид углерода (СО) | от 0 до 100 млн-1 | ивых=0,016С+0,4 |
| СГА-М1.2/СО-2 | оксид углерода (СО) | от 0 до 1000 млн-1 | ивых=0,0016С+0,4 |
| СГА-М1.2/СО-3 | оксид углерода (СО) | от 0 до 5000 млн-1 | ивых=0,00032 С+0,4 |
| СГА-М 1.2/О2 | кислород (О2) | от 0 до 25 % об. | ивых=0,064 С+0,4 |
| СГА-М2.2 | температура воздуха | от -20 до +50 °С | ивых=0,02286 -(Т+20)+0,4 |
| абсолютное давление | от 80 до 120 кПа | ивых=0,04(Р-80)+0,4 |
| Примечание - С - измеренное значение концентрации определяемого компонента, Т - измеренное значение температуры воздуха, Р - измеренное значение абсолютного давления |
Диапазоны измерений, пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Диапазоны измерений, пределы допускаемых погрешностей
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений объемной доли метана, модификация СН4-1О, % об. доля | от 0 до 5 |
| Диапазон измерений объемной доли метана, модификация СН4-2ТК, % об. доля | от 0 до 2,5 |
| Диапазон измерений объемной доли метана, модификация СН4-3О, % об. доля | от 0 до 100 |
| Диапазон измерений объемной доли оксида углерода модификация CO-1, млн-1 | от 0 до 100 |
| Диапазон измерений объемной доли оксида углерода, модификация CO-2, млн-1 | от 0 до 1000 |
| Диапазон измерений объемной доли оксида углерода, модификация CO-3, млн-1 | от 0 до 5000 |
| Диапазон измерений объемной доли диоксида углерода, модификация CO2-1, % об. доля | от 0 до 5 |
| Диапазон измерений объемной доли диоксида углерода, модификация CO2-2, % об. доля | от 0 до 20 |
| Диапазон измерений объемной доли кислорода, % об. доля | от 0 до 25 |
| Диапазон измерений температуры окружающего воздуха, °С | от -20 до +50 |
| Диапазон измерений абсолютного давления воздуха, кПа | от 80 до 120 |
| Диапазон показаний относительной влажности, % | от 15 до 98 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли метана, модификация СН4-1О: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 2,5 % об. доля включ., % об. доля - относительной в диапазоне измерений св. 2,5 до 5 % об. доля, % | ±0,1 ±5 |
| Пределы основной допускаемой абсолютной погрешности канала измерений объемной доли метана, модификация СН4-2ТК, % об. доля | ±0,1 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли метана, модификация СН4-3О: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 20 % об. доля включ., % об. доля - относительной в диапазоне измерений св. 20 до 100 % об. доля, % | ±1,0 ±5 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли оксида углерода, модификация CO-1: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 50 млн-1, включ., млн-1 - относительной в диапазоне измерений св. 50 до 100 млн-1, % | ±5 ±10 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли оксида углерода, модификация CO-2: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 100 млн-1, включ., млн-1 - относительной в диапазоне измерений св. 100 до 1000 млн-1, % | ±10 ±10 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли оксида углерода, модификация С0-3: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 200 млн-1, включ., млн-1 - относительной в диапазоне измерений св. 200 до 5000 млн-1, % | ±20 ±10 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли диоксида углерода, модификация СО2-1: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 1 % об. доля включ., % об. доля - относительной в диапазоне измерений св. 1 до 5 % об. доля, % | ±0,1 ±10 |
| Пределы основной допускаемой погрешности канала измерений объемной доли диоксида углерода, модификация СО2-2: - абсолютной в диапазоне измерений от 0 до 10 % об. доля включ., % об. доля - относительной в диапазоне измерений св. 10 до 20 % об. доля, % | ±1 ±10 |
| Пределы основной допускаемой абсолютной погрешности канала измерений объемной доли кислорода, модификация О2, - в диапазоне измерений от 0 до 16 % об. доля включ., % об. доля - в диапазоне измерений св. 16 до 25 % об. доля, % об. доля | ±0,5 ±0,75 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности каналов измерений от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 0С в пределах условий эксплуатации, в долях от пределов допускаемой основной погрешности: СН4-1О; СН4-2ТК; СН4-3О; CO-1; CO-2; CO-3; С02-1; С02-2; О2 | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности каналов измерений от изменения атмосферного давления на каждые 8 кПа в пределах условий эксплуатации, в долях от пределов допускаемой основной погрешности: СН4-1О; СН4-2ТК; СН4-3О; CO-1; CO-2; CO-3; С02-1; С02-2; О2 | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения от изменения относительной влажности на каждые 5 % в пределах условий эксплуатации, в долях от пределов допускаемой основной погрешности: СН4-1О; СН4-2ТК; СН4-3О; CO-1; CO-2; CO-3; С02-1; С02-2; О2 | 0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения по каналу температуры, °С | ±0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения по каналу абсолютного давления, кПа | ±1 |
| Время установления показаний по измерительному каналу метана, T09, с, не более модификация: СН4-2ТК; СН4-1О; СН4-3О | 10 30 |
| Время установления показаний по измерительным каналам кислорода, оксида и диоксида углерода, T09, с, не более | 60 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Время работы без ручной корректировки показаний, сут., не менее модификация: СН4-1О; СН4-2ТК; СН4-3О | 30 |
| CO-1; CO-2; С0-3 | 60 |
| С02-1; С02-2 | 60 |
| 02 | 60 |
Технические характеристики газоанализаторов приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Технические характеристики газоанализаторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры, Д*Ш*В, мм, не более: - блок индикации СГА М 1.1 - блок датчиков СГА М1.2 - блок датчиков СГА М2.2 | 210x140x55 70x40x40 90x40x40 |
| Масса, не более, кг | 1,3 |
| Электрическое питание, В: - источник питания постоянного тока, В - источник питания переменного тока, В | от 7 до 15,9 от 12 до 15 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 4 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - атмосферное давление, кПа - относительная влажность воздуха, % | от -20 до +50 от 80 до 120 от 15 до 98 |
| Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-2015 | IP 54 |
| Маркировка взрывозащиты | РО Ex ia da I Ma X/ 0Ex ia da IIB T4 Ga X или РО Ex ia I Ma X/ 0Ex ia IIB T4 Ga X |
| Средняя наработка на отказ, час | 10000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 5 |
| Примечание - Масса и габаритные размеры газоанализатора указаны без кабеля. |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на паспортную табличку на корпусе блока индикации и блока датчиков газоанализатора.
Комплектность
Комплектность газоанализаторов приведена в таблице 7.
Таблица 7 - Комплектность газоанализатора
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Стационарный газоанализатор блок СГА-М1.1 | - | 1 шт. |
| Стационарный газоанализатор блок СГА-М1.2 | - | по заказу |
| Стационарный газоанализатор блок СГА-М2.2 | - | по заказу |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Упаковка | - | 1 шт. |
| Насадка для градуировки | - | по заказу |
| Методика поверки | МП 06-034-2018 | 1 экз. |
| Паспорт | СГА 001.001.001.ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | СГА 001.001.001.РЭ | по заказу |
| Копия сертификата соответствия ТР ТС 012/2011 | - | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 06-034-2018 «Газоанализаторы стационарные «СГА» Методика поверки», утвержденному ФБУ «Кемеровский ЦСМ» 12 декабря 2018 г.
Основные средства поверки:
- СО состава искусственной газовой смеси в воздухе (ГСО 10884-2017);
- СО состава искусственной газовой смеси в азоте (ГСО 10882-2017, ГСО 10665-2015);
- термометр лабораторный электронный ЛТ-300 (рег. № 61806-15);
- калибратор давления Метран-517 (рег. № 39151-12) в комплекте с модулем абсолютного давления Метран-518 (рег. № 39152-12).
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 эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.578-2008 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах
ГОСТ Р 8.840-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне
1 - 1106 Па
ГОСТ 8.558-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP) ГОСТ 31610.0-2012 (IEC 60079-0:2004) Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования
ГОСТ 31610.11-2014 (IEC 60079-11:2011) Взрывоопасные среды. Часть 11. Оборудование с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i»
ТУ 26.51.53-002-26623744-2017 Газоанализаторы стационарные «СГА». Технические условия
74682-19: Методика поверкиСкачать760.4 Кб
