Назначение
Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1 предназначен для измерения показателей преломления органических жидкостей, неорганических кислот, технических масел, водных растворов химических веществ в промышленных технологических процессах в поточном режиме.
Описание
Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1 (далее рефрактометр) представляет собой автоматизированный измерительный прибор, состоящий из оптической системы с измерительной призмой и микропроцессора с системой регистрации. Принцип действия основан на физическом явлении полного внутреннего отражения и преломления света на границе раздела двух сред с различными показателями преломления (измерительная призма - исследуемое вещество) и определении критического угла, при котором падающий на границу раздела двух сред луч света, преломляется и выходит параллельно поверхности измерительной призмы. Пучок света от источника излучения, сформированный оптическим конденсором и входной линзой, преломляется и отражается внутри измерительной призмы и попадает на границу раздела измерительной призмы с исследуемым веществом. Часть лучей, угол падения которых на границу раздела больше критического угла, полностью отражаются от внутренней поверхности призмы и формируют, светлую часть изображения на фотоприемнике. Другая часть лучей, угол падения которых меньше критического, частично преломляются и проходят в вещество, частично отражаются от границы раздела, и формируют темную часть изображения на фотоприемнике. В результате на фотоприемнике наблюдается граница «свет-тень», соответствующая критическому углу выхода лучей из измерительной призмы. Положение границы «свет-тень» в плоскости фотоприемника зависит от соотношения показателей преломления материала измерительной призмы и исследуемого вещества, а также длины волны источника излучения. Поскольку оптические характеристики материала призмы и длина волны источника излучения постоянны, то по положению границы раздела «свет-тень» в плоскости фотоприемника можно однозначно определить показатель преломления исследуемого вещества. Для коррекции влияния температуры на результаты измерений используется выносной температурный датчик Pt1000, который устанавливается непосредственно в анализируемую жидкость. По результатам измерения показателя преломления и температуры микропроцессор, в соответствии с установленной программой, рассчитывает массовую концентрацию вещества на основе введенных в него данных о зависимости показателя преломления от концентрации измеряемого вещества. Так как оптическая схема рефрактометра построена на использовании законов преломления и отражения света только внутри призмы, то на результаты измерений не влияют прозрачность исследуемого вещества и наличие в нем рассеивающих свет нерастворимых включений и газовых пузырьков. В качестве источника излучения в рефрактометре используется светодиод с максимумом интенсивности на длине волны 590 нм, что соответствует длине волны желтой линии D в спектре излучения натрия. В качестве фотоприемника применяется ПЗС линейка, состоящая из 2048 отдельных приемных элементов (пикселей), находящихся на расстоянии 15 мкм друг от друга. Обработка сигнала фотоприемника и датчика температуры производится микропроцессором. Данные измерений показателя преломления, расчетной концентрации и текущей температуры выводятся на
Лист № 2 всего листов 4 цифровой жидкокристаллический дисплей и аналоговые токовые выходы (4 ^ 20) мА пропорциональные концентрации и температуре. Рефрактометр выполнен в виде единого модуля, состоящего из погружаемого в вещество блока и электронного блока регистрации. Корпус рефрактометра выполнен из нержавеющей стали и опломбирован для несанкционированного проникновения. Использование соответствующих крепежных элементов позволяет устанавливать его непосредственно в технологическую линию четырьмя различными способами. При этом непрерывно измеряется показатель преломления, выполняется компенсация температуры и рассчитывается концентрация для различных химических веществ в выбранной шкале измерений. Блок питания рефрактометра выполнен в виде отдельного элемента и соединен с рефрактометром электрическим кабелем, длина которого может достигать до 300 метров. Рефрактометр оснащен картриджем с влагопоглотителем, что позволяет поддерживать внутреннюю относительную влажность менее 40 % и исключает образование внутренней влаги при пониженных температурах. Рефрактометр может быть использован для работы во взрывоопасной среде и имеет маркировку взрывозащиты 0 Ex ia llB T4 . Внешний вид рефрактометра показан на рис. 1.
Рис. 1. Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1, зав. № Р0650.
Программное обеспечение
Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1 поставляются с установленным встроенным программным обеспечением «URX1», которое обеспечивает сбор и обработку данных измерений, их отображение на пользовательском интерфейсе и передачу по интерфейсам связи. ПО прошито в память микропроцессора и защищено паролем. Влияние ПО на МХ учтено при нормировании МХ. Уровень защиты ПО от непреднамеренных и
| преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по | МИ 3286-2010. |
| Наименование программного обеспечения | Идентиф икацинное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| «URX1» | UX107V01 | 01 | СС66 | CRC-16 |
Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики UR-X1 |
| Рабочая длина волны, нм | 590 |
| Диапазон измерений показателя преломления, nD | от 1,333 до 1,532 |
| Наименьший разряд цифрового кода отсчетного устройства, nD | 0,00001 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений показателя преломления, % | ± 0,3 |
| Диапазон температур анализируемых веществ, °С | от -5 до +105 (опция до +140) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры, ° С | ± 0,3 |
| Время установления показаний после включения, с, не более | 5 |
| Источник излучения | Светодиод |
| Маркировка взрывозащиты | 0 Ех ia IIB T4 |
| Тип дисплея | Жидкокристаллическая панель с клавиатурой для управления |
| Габаритные размеры, мм: длина ширина высота | 214 176 253 |
| Масса, кг, не более | 3,3 |
| Напряжение питания, В | от 187 до 242 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 ± 0,1 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 150 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, °С - диапазон относительной влажности воздуха, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от - 10 до + 45 от 20 до 80 от 84 до 106 |
| Степень защиты от воздействия окружающей среды | IP65 ( EN 60529 ) |
| Наработка на отказ (по критерию превышения погрешности измерений), ч | 5000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
Наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом и на корпус рефрактометра методом наклейки.
Комплектность
- Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1 - 1 шт.
- Блок питания с соединительным кабелем - 1 шт.
- Температурный датчик Р^000 с соединителем - 1 шт.
- Калибровочная емкость - 1 шт.
- Комплект крепежных, соединительных и монтажных элементов - 1 компл.
- Руководство по эксплуатации на русском языке - 1 шт.
- Упаковочный лист - 1 шт..
- Сертификат запуска в эксплуатацию - 1 шт.
- Сертификат соответствия на взрывозащищенность - 1 шт.
- Методика поверки МП 242/0187-2011 - 1 шт
Поверка
осуществляется по документу МП 242/0187-2011 «Рефрактометр промышленный цифровой UR-X1. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 30 июня 2010 г.
Основные средства поверки:
- ГСО 8123-2002. Государственные стандартные образцы показателя преломления жидкостей (комплект ПП).
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе: «Рефрактометр промышленный цифровой модель UR-X1. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.583-2010 «Государственная поверочная схема для средств измерений показателей преломления твердых, жидких и газообразных веществ»
2. МР 142 «Рефрактометры автоматизированные: Методы и средства поверки» 2008 г.
3. Техническая документация фирмы «Maselli Misure S.p.A.», Италия.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции предприятий химической и нефтехимической промышленности установленным законодательством РФ обязательным требованиям.
