Назначение
Газоанализаторы углеводородных газов стационарные инфракрасные PoinWatch Eclip-seTM модель PIRECL (далее - газоанализаторы) предназначены для непрерывных автоматических измерений довзрывоопасных концентраций метана, пропана, бутана, этилена, а также ряда других углеводородных газов и паров, в том числе паров нефти, нефтепродуктов, спиртов в воздухе рабочей зоны.
Описание
Принцип действия газоанализаторов основан на использовании метода недисперсионной инфракрасной (ИК) фотометрии. Прибор является абсорбционным, однолучевым и использует два детектора. ИК-детекторы измеряют интенсивность излучения на двух длинах волн. Один из детекторов настроен на длину волны, соответствующую полосе поглощения присутствующим в воздухе углеводородным газом, другой - вне ее. Содержание углеводородного газа пропорционально соотношению интенсивностей сигналов, измеряемых на выходе ИК-детекторов.
Для каждого газа существует своя область поглощения ИК-излучения, что обуславливает высокую степень избирательности метода.
Газоанализаторы представляют собой стационарные одноблочные автоматические приборы непрерывного действия. Способ отбора пробы - диффузионный или принудительный. Принудительный способ отбора пробы обеспечивается за счет избыточного давления в газовой магистрали.
Газоанализаторы могут избирательно измерять содержание четырех типов газов - метана, пропана, бутана и этилена. Откалиброванные по метану, пропану или этилену, с различными коэффициентами, рекомендуемыми фирмой-изготовителем, газоанализаторы могут также использоваться для измерений довзрывоопасных концентраций паров до 30 различных углеводородных соединений: спиртов, нефти, нефтепродуктов и др.
Газоанализаторы обеспечивают выполнение следующих функций:
- измерений содержания определяемого компонента;
- обмен данными с ПЭВМ или иными внешними устройствами, используя один из цифровых коммуникационных протоколов: HART, MODBUS RS-485 и S3 системы EQP;
- сообщение информации номера версии программного обеспечения (далее ПО) и цифрового идентификатора ПО;
- выбор определяемого компонента;
- выдачу сигнализации при достижении содержания определяемого компонента в воздухе установленных пороговых значений;
- переключение контактов реле при срабатывании порогов тревожной сигнализации;
- выдачу сигнализации «неисправность» в случае выхода из строя ИК-датчика или электрической схемы газоанализатора.
Работой газоанализатора управляет микропроцессор, осуществляющий диагностику состояния, процедуру калибровки и измерения. Газоанализаторы имеют выходной унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, соответствующий ГОСТ 26.011-80, который пропорционален концентрации измеряемого компонента в диапазоне от 0 до 100 % НКПР.
Для проведения калибровки и поверки газоанализатора рекомендуется использовать его совместно с терминальным модулем PIRTB. Последний представляет из себя корпус во взрывозащищенном исполнении, внутри которого расположено магнитоуправляемое реле и индикаторный светодиод. В корпусе имеется прозрачное окно позволяющее наблюдать за режимом светодиода и осуществлять выбор режима работы газоанализатора: диагностика, калиб-
ровка или поверка, измерение и т.д. Терминальный модуль PIRTB может располагаться от газоанализатора на расстоянии до 30 м. При выпуске из производства газоанализаторы обычно калибруются на метан.
В производственных условиях с газоанализатором удобно использовать полевой коммуникатор HART. Он позволяет осуществлять реконфигурацию газоанализатора, производить калибровку и поверку прибора без его демонтажа.
Газоанализаторы имеют металлический корпус, выполненный из нержавеющей стали, обеспечивающий его работу в тяжелых условиях эксплуатации. Степень защиты по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) соответствует исполнению IP 66. Для предотвращения от непредусмотренного доступа торцевая крышка корпуса пломбируется (см. рис.).
Газоанализаторы имеют взрывозащищенное исполнение.
Стрелками указано место пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение места для нанесения знака об утверждения типа.
Рис. Общий вид газоанализаторов
Программное обеспечение
Встроенное программное обеспечение (ПО) выполняет ряд измерительных и программных функций: выбор режима, проведение калибровки, установку уровней тревоги, визуализацию технологических параметров.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1. Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Адрес регистра памяти MODBUS | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| PIRECL | 007828-001 | 4003 | Н - 3.21 | - | - |
| 4004 | - | (LSB) 64h | CRC-16 |
| 4005 | - | (MSB) 8h | CRC-16 |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «С» по МИ 3286-2009, программное обеспечение защищено паролем от внесения изменений.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики газоанализаторов при измерениях четырех газов - метана, пропана, бутана и этилена приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений объемной доли углеводородных газов, % НКПР | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, % НКПР - в диапазоне от 0 до 50 % НКПР - в диапазоне св. 50 до 100 % НКПР | ± 3 ± 5 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при изменении окружающей температуры, % НКПР - в диапазоне от 23 до 75 оС - в диапазоне от 23 до минус 55 оС | ± 10 ± 10 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при изменении относительной влажности окружающего воздуха % НКПР - в диапазоне от 5 до 95 % | ± 5 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при изменении атмосферного давления, % НКПР - в диапазоне от 84 до 106,7 кПа | ± 10 |
| Предел допускаемого времени установления показаний Т0,9Д с, не более - без гидрофобного фильтра - с гидрофобным фильтром | 8 11 |
| Время прогрева после подачи на газоанализатор питающего напряжения, мин | 60 |
| Диапазон изменения выходного токового сигнала, мА | от 4 до 20 |
| Электрическое питание от внешнего источника постоянного тока напряжением, В | от 18 до 32 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 8 |
| Масса, кг, не более | 5,2 |
| Г абаритные размеры (диаметр, длина), мм, не более | 132х236 |
| Г арантийный срок службы, лет | 5 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, оС - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от минус 55 до 75 от 5 до 95 от 84 до 106,7 |
| Маркировка взрывозащиты | 1Exd[ib]IICT4/T5 или 1Exde[ib]IICT4/T5 |
Для измерений других углеводородных газов и паров PIRECL должен быть откалиброван в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3
| №№ п/п | Определяемый компонент | Поверочный компонент | Концентрация поверочного компонента, используемого при калибровке, % об.д. | Концентрация поверочного компонента, задаваемая в PIRECL*, % НКПР | Пределы основной абсолютной погрешности измерений определяемого компонента, % НКПР |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1. | Изобутан i-C4H10 CAS No.72-28-5 | Пропан | 0,85 | 62 | ± 8 |
| 2. | Изопентан i-C5H12 CAS No.109-66-0 | Пропан | 0,85 | 44 | ± 8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 3. | Гексан СбН14 CAS No.110-54-3 | Пропан | 0,85 | 48 | ± 8 |
| 4. | Октан С8Н18 CAS No.111-65-9 | Пропан | 0,85 | 50 | ± 8 |
| 5. | Нонан С9Н20 CAS No.111-84-2 | Пропан | 0,85 | 50 | ± 7 |
| 6. | Бутилен C4H8 CAS No.106-98-9 | Пропан | 0,85 | 47 | ± 10 |
| 7. | Циклопентан С5Н10 CAS No.287-92-3 | Пропан | 0,85 | 58 | ± 8 |
| 8. | Метиловый спирт СНзОН CAS No.67-56-1 | Пропан | 0,85 | 66 | ± 6 |
| 9. | Этиловый спирт С2Н5ОН CAS No.64-17-5 | Пропан | 0,85 | 55 | ± 8 |
| 10. | Этоксиэтан (СН3СН2ОЩ2О CAS No.60-29-7 | Пропан | 0,85 | 40 | ± 8 |
| 11. | Этилацетат СН3СООСН5 CAS No.141-78-6 | Пропан | 0,85 | 52 | ± 10 |
| 12. | Бутанол СН3(СН2)2СН2ОН CAS No.71-36-3 | Пропан | 0,85 | 60 | ± 5 |
| 13. | Бутилацетат СН3СООС4Н9 CAS No.123-86-4 | Пропан | 0,85 | 55 | ± 8 |
| 14. | 2-Бутанон СН2СОС2Н5 CAS No.78-93-3 | Пропан | 0,85 | 78 | ± 8 |
| 15. | Изопропиловый спирт С3Н7ОН CAS No.67-63-0 | Пропан | 0,85 | 55 | ± 5 |
| 16. | Этилбензол С6Н5С2Н5 CAS No. 100-41-4 | Этилен | 1,15 | 22 | ± 8 |
| 17. | Ацетон (С3Щ2СО CAS No.67-64-1 | Этилен | 1,15 | 27 | ± 5 |
| 18. | Диэтиленгликоль НО(СН2)2О(СН2)2ОН CAS No.111-46-6** | Этилен | 1,15 | 65 | ± 10 |
| 19. | Толуол С6Н5СН3 CAS No.108-88-3 | Этилен | 1,15 | 28 | ± 8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 20. | Бензол С6Н6 CAS No.71-43-2 | Этилен | 1,15 | 30 | ± 5 |
| 21. | О-ксилол С6Н4(СНз)2 CAS No.95-47-6 | Этилен | 1.15 | 24 | ± 5 |
| 22. | 3-Метилпиридин (Пиколин) C6HN CAS No.108-99-6 | Этилен | 1,15 | 22 | ± 10 |
| 23. | Стирол С6Н5СН=СН2 CAS No.100-42-5 | Этилен | 1,15 | 32 | ± 8 |
| 24. | Хлорбензол C6H5Cl CAS No.108-90-7 | Этилен | 0,92 | 80 | ± 5 |
| 25. | Бензин (А=92) CAS No.8006-6109 | Пропан | 0,85 | 36 | ± 10 |
| 26. | Дизельное топливо CAS No.141-78-6 | Этилен | 1,15 | 52 | ± 8 |
| 27. | Уайт-спирит CAS No.64-742-88-7 | Метан | 2,2 | 20 | ± 10 |
| 28. | Керосин CAS No.8008-20-6 | Метан | 2,2 | 35 | ± 8 |
| 29. | Газовый конденсат | Пропан | 0,85 | 60 | ± 8 |
| 30. | Сырая нефть марки «Урал»** | Пропан | 0,85 | 55 | ± 10 |
* - калибровочный коэффициент задается с использованием HART-коммуникатора;
* * - диапазон измерений (0 - 50) % НКПР.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится печатным способом:
- на титульный лист (центр листа) руководства по эксплуатации;
- на табличку, расположенную на боковой поверхности корпуса.
Комплект средства измерений
1. Газоанализатор углеводородных газов стационарный инфракрасный Point Watch EclipseTM модель PIRECL - 1 шт.
2. Терминальный модуль модель PIRTB - 1 шт.*
3. Полевой коммуникатор HART фирмы Эмерсон - 1 шт.**
4. Калибровочный комплект - 1 шт.**
5. Магнит для калибровки - 1 шт.***
6. Комплект гидрофобных фильтров -1 шт.*
7. Калибровочный адаптер - 1 шт.*
8. Руководство по эксплуатации - 1 экз.**
*
**
***
9. Методика поверки - 1 экз.**
- необходимость определяется проектными решениями;
- по 1 шт. на партию;
- количество определяется проектными решениями.
Поверка
осуществляется в соответствии с документом «Инструкция. Газоанализаторы углеводородных газов стационарные инфракрасные Point Watch EclipseTM модель PIRECL. Методика поверки МП 2011-4», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИФТРИ» «31» мая 2012 г.
Основное поверочное оборудование:
1) Генератор газовых смесей ГГС-03-03, рег. № 19351-05, предел допускаемой относительной погрешности ± 2,5 %;
2) ГСО-ПГС по ТУ 6-16-2956-92, в баллонах под давлением: состава:
- CH4/N2 № 3882-87;
- C2H4/N2 № 8396-03;
- C3H8/N2 № 3964-87;
- С4Н10/воздух № 4293-88;
- азот газообразный особой чистоты ГОСТ 9293-74;
- воздух кл.1 ГОСТ 17433-80;
2) секундомер СОС пр-2б-2-000, ТУ25-1894.003-90, погрешность 0,1 с;
3) ротаметр РМА-А-0,1 ГУЗ, кл.4, ГОСТ 13045-81.
Сведения о методах измерений
Методы измерений описаны в руководстве по эксплуатации «Газоанализаторы углеводородных газов стационарные инфракрасные Point Watch EclipseTM модель PIRECL» РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия;
ГОСТ Р 51330.0-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования;
ГОСТ Р 52350.29.1 - 2010. Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов;
ГОСТ 14254-96. Степени зашиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP);
ГОСТ Р 51522-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 52319-2005. Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования;
ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ГОСТ 8.578-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по обеспечению безопасных условий охраны труда; осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
