Назначение
Установки динамические Микрогаз-Ф (далее - установки) предназначены для воспроизведения и передачи единиц молярной (объемной) доли и массовой концентрации компонентов в бинарных газовых смесях в воздухе или азоте. Установки являются рабочими эталонами 1-го разряда в соответствии с приказом Росстандарта от 31.12.2020 № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах» и могут применяться при проведении испытаний в целях утверждения типа, поверки и калибровки средств измерений, аттестации рабочих эталонов 2-го разряда.
Описание
Принцип действия установок основан на динамическом смешении потоков газа, осуществляемом двумя способами:
- методом динамического разбавления путем смешения потоков исходного целевого газа (газовой смеси) и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью тепловых регуляторов расхода газа. В качестве исходного целевого газа используются стандартные образцы состава - бинарные газовые смеси в азоте или воздухе с максимальным значением молярной (объемной) доли определяемого компонента 2 %.
- методом термодиффузионным путем смешения потоков газа, один из которых (газ-разбавитель) регулируется и измеряется с помощью теплового регулятора расхода газа, а второй (целевой газ) - задается мерой - источником микропотоков (ИМ), помещаемым в термостат с контролируемой температурой. ИМ представляет собой ампулу с проницаемой стенкой, заполненную жидкостью, сжиженным газом или твердым веществом. При заданной температуре вещество диффундирует через стенку ампулы в поток газа-разбавителя с постоянной скоростью, характеризующейся производительностью ИМ.
Требуемые значения расходов по каналам и значения молярной (объемной) доли и массовой концентрации компонентов в приготавливаемой смеси определяются расчетным путем.
Конструктивно установки представляют собой одноблочный прибор, который состоит из корпуса, внутри которого расположены газовая система и блок управления. Газовая система включает тепловые регуляторы расхода газа, термостаты, систему соединительных трубопроводов из фторопласта и внешний смеситель-гомогенизатор. В состав блока управления установок входит контроллер, позволяющий управлять элементами газовой системы.
Установки могут иметь до 4 термостатов и до 6 каналов задания и измерения расхода газа (каналов формирования потоков газа).
Конструктивное исполнение: портативные (переносные с автономным питанием) и лабораторные (настольные, стационарные).
Установки могут работать в автоматическом или ручном режимах. В автоматическом режиме задается содержание компонента в газовой смеси на выходе и контроллер рассчитывает необходимый расход газов. В ручном режиме требуемые расходы газов вводятся оператором с дисплея, расположенного на передней панели установок.
На передней панели расположен сенсорный дисплей, с помощью которого производится отображение измерительной информации и задание режимов работы установок, выходные штуцеры газовых каналов установки, разъем USB.
На задней панели установки расположены входные штуцеры для подачи исходных газов, выключатель электропитания, клемма заземления, предохранители и разъем RS 232.
Исполнение установки - обыкновенное по ГОСТ Р 52931-2008.
Установки выполнены на единой конструктивной и элементной базе по блочному модульному принципу и имеют различные модификации, которые отличаются количеством термостатов и каналов формирования потоков газа.
Таблица 1 - Модификации установок динамических Микрогаз-Ф.
| № п/п | Наименование модификации | Количество термостатов | Количество каналов формирования потоков газа |
| 1 | Микрогаз-Ф02П | - | 2 |
| 2 | Микрогаз-Ф02 | - | 2 |
| 3 | Микрогаз-Ф03 | - | 3 |
| 4 | Микрогаз-Ф04 | - | 4 |
| 5 | Микрогаз-Ф05 | - | 5 |
| 6 | Микрогаз-Ф06 | - | 6 |
| 7 | Микрогаз-Ф 11 | 1 | 1 |
| 8 | Микрогаз-Ф 12 | 1 | 2 |
| 9 | Микрогаз-Ф 13 | 1 | 3 |
| 10 | Микрогаз-Ф14 | 1 | 4 |
| 11 | Микрогаз-Ф 15 | 1 | 5 |
| 12 | Микрогаз-Ф 16 | 1 | 6 |
| 13 | Микрогаз-Ф22 | 2 | 2 |
| 14 | Микрогаз-Ф23 | 2 | 3 |
| 15 | Микрогаз-Ф24 | 2 | 4 |
| 16 | Микрогаз-Ф25 | 2 | 5 |
| 17 | Микрогаз-Ф26 | 2 | 6 |
| 18 | Микрогаз-Ф33 | 3 | 3 |
| 19 | Микрогаз-Ф34 | 3 | 4 |
| 20 | Микрогаз-Ф35 | 3 | 5 |
| 21 | Микрогаз-Ф36 | 3 | 6 |
| 22 | Микрогаз-Ф44 | 4 | 4 |
| 23 | Микрогаз-Ф45 | 4 | 5 |
| 24 | Микрогаз-Ф46 | 4 | 6 |
| Примечания: 1) Две цифры в окончании наименования лабораторных установок модификации Микрогаз-ФХХ свидетельствуют о количестве (до 4-х) термостатов (первая цифра) и количестве каналов формирования потоков газа (вторая цифра); 2) В названии портативных установок модификации Микрогаз-Ф02П после двух цифр ставится дополнительная буква «П». |
Установки в портативном исполнении представлены одной модификацией Микрогаз-Ф02П, имеющей два канала формирования потоков газа и реализующей только режим динамического разбавления. Установки в лабораторном исполнении в зависимости от модификации могут реализовывать или работу в режиме динамического разбавления, или термодиффузионный режим, или их комбинацию.
Общий вид установок со схемой пломбировки от несанкционированного доступа в виде наклейки и обозначением места нанесения знака утверждения типа представлен на рисунках 1 и 2. При наличии меньшего числа термостатов и каналов формирования потоков внешний вид установок модификации Микрогаз-ФХХ может изменяться в части количества выходных штуцеров на передней панели и количества входных штуцеров на задней панели.
Рисунок 1 - Общий вид установки Микрогаз-Ф46
Рисунок 2 - Общий вид установки Микрогаз-Ф02П
Модификация и заводской номер установки в цифровом или буквенно-цифровом формате нанесены на паспортную табличку способом гравировки. Паспортная табличка расположена на задней панели установок модификации Микрогаз-ФХХ и на внутренней поверхности
Рисунок 3 - Общий вид таблички паспортной
Нанесение знака поверки на корпус установок не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) установок состоит из двух частей: из встроенного и автономного ПО.
Метрологически значимым является только встроенное ПО, находящееся в ПЗУ, размещенном внутри корпуса установок, и недоступное для внешней модификации.
Встроенное ПО выполняет следующие функции:
- расчет требуемого режима работы установок в зависимости от введенных исходных данных;
- задание режимов работы установки (управление работой термостатов и регуляторов расхода газа);
- обеспечение функционирования узлов и элементов установки;
- отображение результатов измерений на дисплее;
- передачу информации по интерфейсам связи;
- контроль общих неисправностей.
Автономное ПО не является метрологически значимым и используется только с модификацией установки Микрогаз-Ф02П, и обеспечивает возможность изменения перечня газов (газовых смесей), используемых в качестве исходных для приготовления газовых смесей в режиме динамического разбавления.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик установок.
Установки имеют защиту ПО от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты по Р 50.2.077-2014 «средний». Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Микрогаз-ФХХ | Мирогаз-Ф02П |
| Идентификационное наименование ПО | Microgas | Microgas | InteSoft |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 5.ХХ1) | 5.ХХ.ХХ1) | 1.Х.Х1) |
| Цифровой идентификатор ПО | 8F5D4C81 | 20007DFC | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC-32 | CRC-32 | - |
1) где Х (арабские цифры от 0 до 9) описывают модификации ПО и не относятся к метрологически значимой части ПО.
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристик установок, работающих в режиме динамического разбавления__________________________________________________________________________
| Наименование компонента | Диапазон воспроизведений молярной (объемной) доли компонента, % | Границы относительной погрешности молярной (объемной) доли целевого компонента в исходной газовой смеси при доверительной вероятности Р=0,95, ±5о, % | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| Химически активные газы (NO, NO2, NH3, CI2, HCl, HF, F2 и т.п.) Серосодержащие газы (CH3SH, C2H5SH, H2S, SO2 и т.п.) Углеводородные газы (СН4, С2Н2, С2Н4, С2Н6, и т.п.) | от 1,0-10’4 до 2 | от 0,2 до 2,0 включ. | ± 5 |
| св. 2,0 до 4,0 | ± 6 |
| Инертные, постоянные газы (Ar, He и т.п.) | от 1,040 4 до 2 | от 0,2 до 2,0 включ. | ± 4 |
| св. 2,0 до 4,0 | ± 6 |
| О2, N2 | от 1,0-10’2 до 2 | от 0,2 до 2,0 включ. | ± 4 |
| св. 2,0 до 4,0 | ± 6 |
| СО, СО2, Н2 | от 1,0-10 3 до 2 | от 0,2 до 2,0 включ. | ± 4 |
| св. 2,0 до 4,0 | ± 6 |
| Примечание - Указанные метрологические характеристики установок нормированы при использовании: - в качестве исходных газовых смесей: стандартные образцы состава газовых смесей ЭС, 0-го, 1-го или 2-го разряда по ГПС в соответствии с приказом Росстандарта от 31.12.2020 г. № 2315 (по ТУ 2011-60-02566450-2019, ТУ 2114-014-20810646-2014, ТУ 6-162956-01 и др.) в баллонах под давлением с содержанием определяемого компонента не более 2 %; - в качестве газа-разбавителя: воздух марки А по ТУ 6-21-5-82, азот (особой чистоты 1 сорт по ГОСТ 9293-74, высокой чистоты по ТУ 2114-004-05798345-2009, марки А по ТУ 6-2139-79 и ТУ 6-21-39-96). - в качестве источника воздуха для установок могут использоваться генераторы нулевого воздуха утвержденного типа. |
Таблица 4 - Метрологические характеристики установок, работающих в термодиффузионном режиме____________________________________________________________________
| Наименование компонента | Диапазон воспроизведения массовой концентрации целевого компонента, мг/м3 | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| Химически активные вещества SO2, NO2, NH3, CI2, HCl, HF, H2S | от 0,04 до 0,1 включ. св. 0,1 до 30 включ. св. 30 до 200 | ±10 ±8 ±7 |
| Органические вещества СНзОН, С2Н5ОН, СбНб, СзНбО, о-СбН4(СНз)2, м-СбН4(СНз)2, CH3SH и т.п. | от 0,2 до 1,0 включ. св. 1 до 80 включ. св. 80 до 200 | ±10 ±8 ±7 |
| C2H3N | от 2 до 5 включ. св. 5 до 40 включ. св. 40 до 200 | ±10 ±8 ±7 |
| Примечание -Указанные метрологические характеристики установок нормированы при использовании источников микропотоков -мер 0-го или 1-го разряда по ГПС в соответствии с приказом Росстандарта от 31.12.2020 г. № 2315 (по ШДЕК.418319.001 ТУ, ШДЕК.418319.011 ТУ, ИБЯЛ.418319.013 ТУ и др.) |
Таблица 5 - Прочие метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Микрогаз-ФХХ | Микрогаз-Ф02П |
| Диапазон задания и измерения расхода газа каналов при работе в режиме динамического разбавления (приведенный к температуре 0 °С и давлению 101,325 кПа), см3/мин | от 50 до 10001) | от 50 до 10001) |
| Диапазон задания и измерения расхода газа каналов при работе в термодиффузионном режиме (приведенный к температуре 0 °С и давлению 101,325 кПа), см3/мин | от 5 до 100 | - |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений расхода газа, %: от 5 до 20 % включ. (от верхней границы диапазона измерений) св. 20 до 100 % (от верхней границы диапазона измерений) | ±2,0 ±1,5 |
| Объемный расход приготавливаемой газовой смеси, дм3/мин | от 0,01 до 6,0 | от 0,1 до 2,0 |
| Диапазон задания и измерения температуры термостата, оС | от 30 до 120 | - |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры термостата, °С | ±0,2 | - |
| 1) Диапазоны задания и измерения расхода газа каналов, работающих в режиме динамического разбавления, устанавливаются изготовителем в зависимости от требований заказчика на заводе-изготовителе и не могут быть изменены пользователем в процессе эксплуатации. |
Таблица 6 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Микрогаз-ФХХ | Микрогаз-Ф02П |
| Диапазон коэффициента разбавления | от 2 до 1001) | от 2 до 20 |
| Избыточное давление газа на входе, МПа | от 0,2 до 0,4 |
| Время установления заданного значения: - молярной (объемной) доли компонента в ГС на выходе установки при работе в режиме динамического разбавления, ч, не более - массовой концентрации при работе в термо- | 1 | 0,5 |
| диффузионном режиме, ч, не более | 4 | - |
| Габаритные размеры, мм, не более | | |
| - длина | 650 | 300 |
| - ширина | 580 | 335 |
| - высота | 190 | 160 |
| Масса, кг, не более | 45 | 9 |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В | 220±22 | - |
| - частота переменного тока, Гц | 50±1 | - |
| - внутренний аккумулятор, В | - | 6 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 400 | 100 |
| Время прогрева, мин | 30 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 5000 |
| Средний срок службы, лет | 8 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающего воздуха, оС | от +15 до +25 | от +10 до +25 |
| - диапазон атмосферного давления, кПа | от 84 до 106 | от 84 до 106 |
| - относительная влажность, %, не более | 80 | 80 |
1) Диапазон коэффициента разбавления зависит от диапазонов расходов каналов задания и измерения расхода газа, установленных изготовителем.
Знак утверждения типа
наносится печатным способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и в виде наклейки на левый нижний угол задней панели для установок модификации Микрогаз-ФХХ или левый верхний угол лицевой панели установок модификации Микрогаз-Ф02П.
Комплектность
Таблица 7 - Комплектность установок
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Установка динамическая | Микрогаз-Ф | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 025.07.43 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | 025.07.43 ПС | 1 экз. |
| Ведомость эксплуатационных документов | 025.07.43 ВЭ | 1 экз. |
| Ведомость ЗИП | 025.07.43 ЗИ | 1 экз. |
| Комплект ЗИП в соответствии с 025.07.43 ЗИ | - | 1 компл. |
| Кабель сетевой | - | 1 шт. |
| Кабель интерфейсный | - | 1 шт. |
| С меситель- гомогенизатор | - | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Программное обеспечение* | - | 1 компл. |
| * Программное обеспечение входит в комплектность только установок модификации Микрогаз-Ф02П Примечание - Стандартные образцы состава - газовые смеси в баллонах и меры - источники микропотоков приобретаются заказчиком отдельно |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «Использование по назначению» документа 025.07.43 РЭ «Установка динамическая Микрогаз-Ф. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;
ТУ 4215-001-59125754-11 Установки динамические Микрогаз-Ф. Технические условия.
