Назначение
Хроматографы предназначены для непрерывного автоматического измерения молярной доли азота (суммарно или отдельно от кислорода, в зависимости от исполнения хроматографа), диоксида углерода, углеводородов С1 - С5 и С6+высшие, содержащихся в газе горючем природном (далее ГГП).
Описание
Хроматограф газовый MicroSAM представляет собой стационарную автоматизированную измерительную систему универсального назначения, смонтированную в полевом корпусе.
Хроматограф состоит из блока, включающего в себя термостат с термокондуктометрическими детекторами (до 8 шт.) и капиллярными колонками, систему для ввода проб, модуль электронного контроля давления газа-носителя, а также узла управления и обработки данных. Термостат имеет одну изотермическую зону.
Ввод газовой пробы осуществляется посредством дозатора, не имеющего подвижных частей.
Хроматографы представлены в двух исполнениях: с дополнительной колонкой, позволяющей измерять молярную долю азота и кислорода раздельно и без дополнительной колонки, измерение молярной доли азота проводится суммарно с кислородом.
Хроматограф MicroSAM выполнен в прочном герметичном корпусе и имеет маркировку взрывозащиты 1ExdIICT4X.
Связь с системой управления производством осуществляется по Modbus протоколу через последовательный интерфейс RS485. Хроматограф может быть установлен в различных труднодоступных и удаленных местах и способен длительное время работать в автономном режиме.
Градуировка хроматографа в процессе эксплуатации производится автоматически. Метод градуировки - абсолютная градуировка с использованием градуировочной газовой смеси, включающей все измеряемые компоненты пробы ГГП с содержанием компонентов близким к содержанию в пробе.
Молярная доля метана определяется как разность между 100% и суммой измеренных значений молярной доли определяемых компонентов и значений молярной доли неопределяемых компонентов, учитываемых как условно-постоянные. Значения молярной доли неопределяемых компонентов должны быть получены из других источников.
Программное обеспечение
Аттестованный пакет программного обеспечения версии 01.60.XX газового промышленного специализированного хроматографа MicroSAM, включающий в себя встроенное программное обеспечение (ВПО) с метрологически значимой частью SICV версии 1.08.01 и сервисное программное обеспечение (СПО) CVControl, позволяет на основе результатов измерения молярной доли компонентов, приведенных к стандартным условиям, выполнять расчет физикохимических показателей ГГП - теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе, приведенных к стандартным условиям сгорания в соответствии с ГОСТ 31369-2008.
ВПО осуществляет защиту интерфейса проверкой соответствия принимаемых команд перечню допустимых команд и путем контроля целостности входных данных, защиту данных путем проверки их подлинности при обработке, защиту настроек проверкой на соответствие допустимости и контролем целостности перед считыванием значений.
СПО осуществляет защиту интерфейса путем контроля подлинности и целостности входных данных, защиту данных и также журнала событий проверкой целостности файла журнала при старте СПО, защиту настроек ограничением перечня лиц имеющих доступ к функци-
ям изменения настроек, частными и обобщенными контрольными суммами настроек и занесением любых изменений настроек в журнал событий хроматографа. Контроль целостности и подлинности настроек производится с использованием частных и обобщенных контрольных сумм, вычисленных по алгоритму CRC-32-IEEE 802.3 и отображающихся в информационной таблице в специальном окне Setup integrity программы CVControl.
Для защиты от несанкционированного изменения настроек метрологически незначимой части встроенного ПО используется защита одноразовым паролем, хеш-значение которого хранится в памяти хроматографа. Для формирования хеш-значения пароля используется алгоритм SHA-1.
Класс защиты ПО относится к категории А в соответствии с МИ 3286-2010.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентиф икаци-онное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма метрологически значимой части ПО) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| 01.60.ХХ | SICV | 1.08.01 | 4CE5 | CRC-16-CCITT |
Внешний вид хроматографа приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Внешний вид хроматографа газового промышленного специализированного
MicroSAM
Технические характеристики
1. Диапазоны измерения молярной доли компонентов ГГП и пределы допускаемой абсолютной погрешности хроматографа при измерении молярной доли компонентов ГГП соответствуют данным таблицы 2.
Таблица 2
| Наименование компонента | Диапазон измерений молярной доли компонента ГГП, % | Предел допускаемой абсолютной погрешности ±Д (х) 1),% |
| Метан | 50 - 99,4 | - 0,0187-х + 1,88 |
| Этан | 0,02 - 15 | 0,04-х + 0,00026 |
Продолжение таблицы 2
| Наименование компонента | Диапазон измерений молярной доли компонента ГГП, % | Предел допускаемой абсолютной погрешности ±Д (х) 1^,% |
| Пропан | 0,01 - 6,0 | 0,06-х + 0,00024 |
| Изобутан | 0,005 - 4,0 | 0,06-х + 0,00024 |
| н-Бутан | 0,005 - 4,0 | 0,06-х + 0,00024 |
| Изопентан | 0,005 - 2,0 | 0,06-х + 0,00024 |
| н-Пентан | 0,005 - 2,0 | 0,06-х + 0,00024 |
| Неопентан | 0,005 - 0,05 | 0,06-х + 0,00024 |
| ГексанЬ! (С6+высшие) ^ | 0,005 - 1,5 | 0,06-х + 0,00024 |
| Диоксид углерода | 0,005 - 4,0 | 0,06-х + 0,0012 |
| Азот | 0,25 - 10 | 0,04-х + 0,0013 |
| Кислород | 0,1 - 2,0 | 0,06-х + 0,0012 |
| 1) Граница абсолютной погрешности при доверительной вероятности Р=0,95, в процентах, соответствует расширенной абсолютной неопределенности U(x) при коэффициенте охвата k=2 2) Углеводороды, более тяжелые чем н-пентан, определяют как единый «псевдокомпонент» С6+высшие,со свойствами н-гексана; х - значение молярной доли компонента ГГП, %. При суммарном определении азота и кислорода (в исполнении хроматографа без дополнительной колонки), пределы допускаемой абсолютной погрешности рассчитываются по формуле, приведенной для азота. |
2. Время непрерывной работы хроматографа без корректировки градуировочной зависи-
мости, ч, не менее 24
3. Эксплуатационные характеристики
3.1 Условия эксплуатации:
Диапазон температур окружающей среды, °С от -10 до 50
Диапазон относительной влажности, % от 20 до 99
Диапазон атмосферного давления, кПа от 84 до 107
3.2 Электропитание:
Напряжение питания постоянного тока, В 24±2
Потребляемая мощность, В • А, не более 18
Потребляемая мощность при включении, В •А, не более
50
4. Габаритные размеры:
Ширина хГлубинах Высота, мм, не более 360x300x220
5. Масса, кг, не более 15
6. Средний срок службы, лет 8
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и на корпус хроматографа.
Комплектность
Комплект поставки определяется заказом и отражается в спецификации.
Основной комплект включает:
- хроматограф газовый (основной блок с колонками, детекторами и дозатором);
- программное обеспечение;
- руководство по эксплуатации;
- методику поверки МП-242-1992-2010.
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1992-2010 "Хроматографы газовые промышленные специализированные MicroSAM фирмы «Siemens AG», Германия. Методика поверки ", утвержденному ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева" 20.12.2010 года.
Основные средства поверки: государственный стандартный образец - имитатор природного газа ГСО 9299-2009.
Сведения о методах измерений
Методики измерений приведены в документах:
1. ГОСТ 31371.7-2008 «Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Методика выполнения измерений молярной доли компонентов».
2. ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) «Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава».
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.578-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».
2. Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям,
- при осуществлении торговли и товарообменных операций.
