Назначение
Регистраторы спектра оптические многоканальные (далее - регистраторы СЗП) предназначены для регистрации оптических спектров химических элементов и измерения относительной интенсивности двух заданных спектральных линий химических элементов при монохромном фотометрировании; сигнализирования о возникновении предаварийной ситуации, возникающей при плавке в вакуумно-дуговых печах (ВДП) при недопустимом уровне относительной интенсивности заданных спектральных линий.
Описание
Принцип действия регистраторов СЗП заключается в преобразовании линейной ПЗС-структурой протяженного оптического сигнала в дискретный цифровой электрический сигнал и основан на измерении светового излучения дуги ВДП, поступающего через смотровое окно печи и световод на вход оптико-электронного блока, и измерении относительной интенсивности спектральных линий выбранных элементов с помощью ПЗС-линейки оптико-электронного блока.
Регистраторы СЗП являются измерительными приборами оптико-электронного типа, выполненными по модульному принципу, и включают в себя конструктивно законченные блоки. Основными элементами регистраторов СЗП являются:
- оптико-электронный блок;
- микроконтроллер для управления оптико-электронным блоком и информационной панелью с пакетом прикладных программ для обработки оптических сигналов и связи с системой автоматизированного управления (САУ) ВДП;
- информационная панель плавильщика (поставляется по согласованию с Заказчиком);
- шкаф для оптико-электронного блока и микроконтроллера;
- световод в металлорукаве и кабели связи элементов регистратора СЗП.
Оптико-электронный блок предназначен для преобразования поступающего на его вход светового потока от источника излучения в аналогово-цифровой вид и его последующего анализа.
Световод предназначен для передачи светового потока от источника излучении на вход оптико-электронного блока и размещается в гибком металлорукаве или другой защитной оболочке.
Информационная панель (ИП) является блоком сигнализации аварийной ситуации, которая обеспечивает плавильщика следующей информацией:
- об исправности и работоспособности регистратора СЗП;
- о проведении тестирования оптических каналов и готовности к работе;
- о регистрации оптико-электронным блоком в процессе плавки спектральных линий анализируемых химических элементов, интенсивность которых превышает заданную.
Шкаф предназначен для размещения монтажной корзины микроконтроллера, оптикоэлектронного блока и обеспечивает блоки регистратора СЗП защитой от внешних воздействий (пыли, влаги, света), снабжён замком для защиты от несанкционированного доступа. Степень защиты оболочки шкафа с микроконтроллером и оптико-электронным блоком IP45 по ГОСТ 14254.
Микроконтроллер осуществляет управление оптико-электронным блоком и ИП, а также производит обработку и хранение собранной информации с выдачей соответствующих сигналов на ИП и другие внешние устройства (через «сухой контакт») с помощью программного обеспечения.
Программное обеспечение (ПО) регистратора СЗП состоит из двух частей - встроенного и внешнего ПО.
Управление режимами работы оптико-электронного блока и регистрация данных с него в памяти микроконтроллера осуществляется под управлением встроенного ПО - программы SNServer.exe, установленного в энергонезависимую память микроконтроллера в процессе изготовления регистратора СЗП и предназначено для управления регистратором СЗП, обработки и вывода информации на ИП, формирования архивов. По результатам полученной с оптикоэлектронного блока и обработанной микроконтроллером информации выдаются соответствующие сигналы и сообщения на ИП, а также на один из «сухих контактов», для подачи сигнала на отключение печи в случае превышения порогового уровня относительной интенсивности.
Внешнее ПО - программа Spectrum.exe предназначено для визуализации процесса тестирования, поверки, визуального представления текущей или архивной информации, скачивания архивов зарегистрированных спектров и устанавливается на IBM совместимый персональный компьютер (ПК) стандартной комплектации, защищенный паролем, исключающим несанкционированный доступ к регистратору СЗП.
Регистраторы СЗП могут функционировать в одном из двух режимов:
- рабочий режим;
- режим тестирования.
В рабочем режиме регистраторы СЗП производят регистрацию спектров, их архивирование, расчёт относительных интенсивностей заданных спектральных линий и выдают команды на ИП и один из «сухих контактов» при их недопустимом уровне.
Регистраторы СЗП формируют архив зарегистрированных спектров. Накапливаемая информация записывается на энергонезависимую Flash-карту, что позволяет сохранять архив при отключенном питании в течение не менее 60 суток. Регистраторы СЗП формируют архив зарегистрированных спектров в виде массива данных плавки.
В режиме тестирования проводится проверка работоспособности оптико-электронного блока, проверка оптического тракта (защитные стёкла смотрового окна ВДП - световод) от возможных загрязнений и поломок. По результатам тестирования формируется разрешающий или запрещающий сигнал о готовности к работе на ИП и один из «сухих контактов», создается отчет о проведении тестирования, который сохраняется в контроллере.
Фото общего вида регистраторов СЗП приведено на рисунке 1. Внутреннее расположение блоков шкафа регистраторов СЗП приведено на рисунке 2.
Для защиты от несанкционированного доступа в целях предотвращения вмешательств, которые могут привести к искажению результатов измерений, шкаф для оптико-электронного блока и микроконтроллера снабжён замком, плата синхронизации микроконтроллера опломбирована в местах крепления. Пломбы зафиксированы на винтах, которые крепят модуль. Защита от несанкционированного доступа к встроенному ПО обеспечивается невозможностью доступа к исполняемому файлу. Внешнее ПО устанавливается на компьютер, защищенный паролем, исключающим несанкционированный доступ к регистратору СЗП.
Оттиски клейм (или наклейки) наносят на лицевую панель корпуса шкафа регистратора СЗП в левом верхнем углу.
Место нанесения
клейм и наклеек
Шкаф IP45
Информационная панель
Световод
Рисунок 1- Общий вид регистратора СЗП
места пломбировки
место подключения световода
Рисунок 2 - Внутреннее расположение блоков шкафа регистратора СЗП
Программное обеспечение
Идентификационные данные встроенного ПО - SNServer.exe.
| Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер программного обеспечения) | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| SNServer.exe | V 1.0 | Нет доступа к исполняемому файлу |
Идентификационные данные внешнего ПО - Spectrum.exe.
| Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер программного обеспечения) | Цифровой идентиф икатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Spectrum.exe | V1.0 | fc81ee900c7c0c25 309b2350165bac44 | MD5Hasher |
Уровень защиты встроенного и внешнего ПО регистраторов СЗП - SNServer.exe. и Spectrum.exe от непреднамеренных и преднамеренных изменений относится к группе «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Спектральный диапазон измерений, нм | от 430 до 590 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения длины волны, нм | ± 0,2 |
| Предел допускаемого среднего квадратического отклонения (СКО) при измерении относительной интенсивности спектральных линий, отн. ед. | 0,05 |
| Количество одновременно рассчитываемых аналитических пар при измерении относительной интенсивности, не более | 5 |
| Параметры электрического питания: - напряжение сетевого питания, В - частота питающей сети, Гц | 220 ± 10% 50±1 |
| Потребляемая мощность, В • А, не более | 500 |
| Габаритные размеры, мм, не более - шкаф с микроконтроллером и оптико-электронным блоком - информационная панель - световод в металлорукаве | 500x400x300 330x330x150 015x40 000 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Масса, кг, не более - шкаф с микроконтроллером и оптико-электронным блоком | 20 |
| - информационная панель | 7 |
| - световод в металлорукаве | 25 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С | от плюс 5 до плюс 35 |
| - относительная влажность воздуха (без конденсации влаги), % | от 45 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 20 000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации («Руководство по эксплуатации», «Паспорт») типографским способом и на лицевую панель корпуса шкафа регистратора СЗП типографским способом с нанесением защитного полимерного покрытия на табличке, закрепляемой методом наклейки.
Комплектность
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Регистратор спектра оптический многоканальный СЗП в составе: - шкаф с микроконтроллером и оптико-электронным блоком - информационная панель - световод в металлорукаве - комплект кабелей связи | Регистратор СЗП ---- | 1 1 1 1 | |
| Специальная программа-приложение для подключения переносного персонального компьютера типа Notebook | Spectrum.exe | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 42 7600.001.00.000 РЭ | 1 | |
| Паспорт | 42 7600.001.00.000 ПС | 1 | |
| Методика поверки | МП 98-223-2013 | 1 | |
| Свидетельство об упаковывании | - | 1 | |
| П р и м е ч ани е - Возможна поставка дополнительных принадлежностей по согласованию с Заказчиком. |
Поверка
осуществляется по документу МП 98-223-2013 «ГСИ. Регистраторы спектра оптические
многоканальные СЗП. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» в феврале 2014 г.
Основные средства поверки:
- лампа дуговая ртутно-гелиевая спектральная ДРГС-12, спектральные линии в диапазоне (253,65-1014,0) нм, используемые спектральные линии ртути: 435,833 нм, 546,073 нм, 576,960 нм, 579,066 нм, погрешность воспроизведения длины волны не более +0,005 нм.
Сведения о методах измерений
Методика измерений представлена в «Руководстве по эксплуатации».
Нормативные документы
«Регистраторы спектра оптические многоканальные СЗП. Технические условия» ТУ 4434-001-20872624-2013.
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.
