Назначение
Генераторы газовых смесей УФПГС-4 (в дальнейшем - генераторы) являются рабочими эталонами 1-го разряда в соответствии с ГОСТ 8.578-2008 и предназначены для воспроизведения значений объемной доли компонентов в бинарных газовых смесях (O2, H2, CO, CO2, Ar, He, N2, N2O, CH4, С2Н2, C2H4, С2Н6, C3H6, C3H8, С4Н10, С5Н12, C6H6, С6Н14) в воздухе и азоте.
Описание
Генератор газовых смесей УФПГС-4 представляет собой динамический газовый смеситель, принцип действия которого заключается в смешивании потоков исходного газа и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью регуляторов расхода газа. Требуемые значения расходов по каналам и значения объемной (молярной) доли компонентов в приготавливаемой смеси определяются при помощи компьютера (работа на генераторе осуществляется в автоматическом режиме).
Генератор конструктивно выполнен в виде отдельного блока и имеет четыре входа подачи для газа-разбавителя и исходной газовой смеси, а также один выход для отбора приготавливаемой газовой смеси.
Генератор состоит из двух основных частей - газовой системы и системы управления.
В состав газовой системы генератора входит:
- регуляторы расхода газа;
- электромагнитные клапана;
- трубки;
В состав системы управления генератора входит:
- электронный блок управления включает промышленный микрокомпьютер стандарта PC-104 с интерфейсом Ethernet для связи с ПК и две микропроцессорные платы управления регуляторами расхода с аналого-цифровыми преобразователями;
- программное обеспечение “Калибратор” , устанавливаемое на ПК;
- кабель питания с заземлением;
- кабель интерфейсный.
Работа генератора осуществляется в автоматическом режиме (управление от персонального компьютера). Обмен информацией с компьютером осуществляется по интерфейсу Ethernet.
Генератор представляет собой стационарный прибор в обыкновенном исполнении по ГОСТ Р 52931-2008.
Внешний вид генератора представлен на рис 1.
Всего листов 5
Рис 1. Внешний вид генератора газовых смесей УФПГС-4
Программное обеспечение
Программное обеспечение генератора УФПГС-4 состоит из двух модулей:
1) встроенное - программа внутреннего микроконтроллера;
2) автономное - «Калибратор».
Встроенное программное обеспечение разработано изготовителем специально для решения задачи приготовления газовых смесей методом динамического смешения двух потоков газа.
Автономное программное обеспечение «Калибратор» для персонального компьютера под управлением ОС семейства Windows ® предназначено задания режимов работы генераторов УФПГС-4, осуществляет сбор заданных параметров, обработку и отображение измеренных данных на экране компьютера, а так же передачу заданных параметров по защищенному интерфейсу связи Ethernet. Программное обеспечение является полностью метрологически значимым.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1. Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| «Калибратор» | calibrator.exe | 2.0.1 и выше | 6DF03AB56095B A03CADDEE4B 7155AAA1 | MD5 |
| Программа внутреннего микроконтроллера | calibrator.hex | 2.2.0 и выше | CDB45855 | CRC-32 |
Влияние программного обеспечения генератора учтено при нормировании метрологи-
ческих характеристик.
Уровень защиты программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» согласно МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Компонентный состав ГС, диапазон воспроизведения объемной доли компонентов, пределы допускаемой относительной погрешности аттестации исходных ГС и пределы допускаемой относительной погрешности заданного значения объемной (массовой) доли целевого компонента в смеси на выходе генератора приведены в таблице 2:
Таблица 2
| Целевые компоненты | Диапазон вос произведения объемной доли целевого компонента, % | Пределы допускаемой относительной погрешности аттестации исходной ГС, % | Пределы допускаемой отн. погрешности заданного значения объемной доли целевого компонента в смеси на выходе генератора, % |
| О2, H2, CO, CO2, Ar, He, N2, N2O, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, C4H10, C5H12, СбНб, СбН14 | 1Д10-3 - 1Д10-2 | ± (от 0,5 до 1,0 вкл) | ± | 3,52 + (А(XB)P • 100)2 XB |
| ± (св 1,0 до 2,5 вкл) | ± | 42 + (А(XB)P •ЮО)2 XB |
| ± (св 2,5 до 4,0 вкл) | ± | 52 + (А(XB )P •ЮО)2 XB |
| О2, H2, CO, CO2, Ar, He, N2, N2O, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, C4H10 | 1Д10-2 - 99,5* | ± (от 0,2 до 1,0 вкл) | ± 3,5 |
| ± (св 1,0 до 2,5 вкл) | ± 4,0 |
| ± (св 2,5 до 4,0 вкл) | ± 5,0 |
Примечание: Л(XB)P - абс. погрешность определения содержания целевого компонента (компонента В) в газе разбавителе, %;
XB - требуемое значение объемной (молярной) доли компонента (компонента В) в смеси, %;
* - верхний предел диапазона воспроизведения объемной доли для целевого компонента C4H10 (бутан) составляет не более 10 %.
В качестве исходных целевых газов могут использоваться технически чистые газы или бинарные газовые смеси по ТУ 6-16-2956-92.
В качестве газа-разбавителя должны использоваться технически чистые газы: азот высокой чистоты (по ГОСТ 9293-74 или ТУ 301-07-25-89), воздух (по ТУ 6-21-5-82).
Количество каналов измерения и регулирования расхода, диапазоны измерения и регулирования расхода по каналам, пределы допускаемой относительной погрешности генераторов при измерении расхода приведены в таблице 3:
Таблица 3
| Номер канала | Диапазон измерений расходов, см3/мин | Пределы допускаемой относительной погрешности генератора при измерении расхода, % |
| 1 | от 200 до 2500 | ± 2,0 |
| 2 | от 100,0 до 1000,0 |
| 3 | от 5,00 до 100,00 |
| 4 | от 5,00 до 25,00 |
Лист № 4
Всего листов 5
Примечание: Значения объемных расходов по каналам приведены для температуры 0 °С и давления 101,4 кПа.
Диапазон коэффициентов разбавления от 1 до 500. Способ задания диапазона коэффициента разбавления - непрерывный.
Объемный расход приготавливаемой газовой смеси от 0,1 до 3,5 дм3/мин.
Время установления заданного значения объемной доли нормируемого компонента в ГС на выходе генератора от 1 до 5 мин.
Избыточное давление газа на входе в генератор от 0,3 до 0,4 МПа (от 3 до 4 кгс/см2).
Время прогрева не более 60 мин.
Генератор сохраняет свои метрологические характеристики в течение 24 ч непрерывной работы.
Количество одновременно подключаемых баллонов с исходным газом — 2; с газом-разбавителем - 2.
Среднее время наработки на отказ 5000 ч.
Средний срок службы 8 лет.
Потребляемая мощность 65 В •А.
Габаритные размеры не более 380*320x110 мм.
Масса не более 10 кг.
Условия эксплуатации:
- диапазон температуры окружающего воздуха от 288 до 303 К (от 15 до 30 °С);
- диапазон атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);
- относительная влажность окружающей среды не более 98 % при температуре 25 0С.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на этикетку, приклеенную на корпус генератора липкой аппликацией по ТУ 29.01-46-81 и на эксплуатационную документацию.
Комплектность
Комплект поставки генератора приведен в таблице 4. Таблица 4
| Обозначение | Наименование и условное обозначение | Количество |
| СЛ.014.01.001 | Генератор УФПГС-4 в упаковке | 1 шт |
| СЛ.014.01.001 РЭ | Руководство по эксплуатации | 1 экз |
| МП-242-1639-2013 | Методика поверки | 1 экз |
| Комплект баллонов с исходными газовыми смесями по ТУ 6-16-2956-01 | |
| Программное обеспечение для работы под управлением IBM-совместимой ПЭВМ (для операционной системы MS Windows XP, Vista, 7) с кабелем связи | 1 шт |
* Примечание: состав комплекта баллонов с исходными газовыми смесями определяется в зависимости от характеристик, указанных в таблице 2.
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1639-2013 "Генератор газовых смесей УФПГС-4. Методика поверки", утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в сентябре 2013 г.
Основные средства поверки: калибратор расхода газа Bios Definer 220 номер по Государственному реестру № 47471-11, имеющие предел допускаемой относительной погрешности измерений ± 1,0 %., эталонные установки, входящие в состав Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-11.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе «Генератор газовых смесей УФПГС-4. Руководство по эксплуатации. СЛ.014.01.001 РЭ.».
Нормативные документы
1 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
2 ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
3 Технические условия СЛ.014.01.001 ТУ ООО «Современное лабораторное оборудование».
Рекомендации к применению
оказание услуг по обеспечению единства измерений.
