Газоанализаторы универсальные СИГМА-03

Назначение

Газоанализаторы универсальные СИГМА-03 (далее - газоанализаторы) предназначены для непрерывного измерения концентрации токсичных газов (СО, NO2, NO, SO2, H2S, Cl2, NH3, HCl, хладоны, элегаз), взрывоопасных и горючих газов и паров в воздухе рабочей зоны и сигнализации (визуальной и звуковой) о превышении заданных уровней концентраций, контролируемых веществ, а также формирования и выдачи сигналов управления внешними устройствами, архивирования полученных результатов и передачи информации внешнему компьютеру (удаленному терминалу).

Описание

Газоанализатор представляет собой стационарный, многоканальный, многоблочный газоанализатор непрерывного действия с конвекционной подачей анализируемой среды, состоящий из отдельных блоков и модулей, соединенных в локальную измерительную сеть. Конструктивно газоанализатор состоит из блока информационного СИГМА-03.ИПК и от одного до четырнадцати выносных датчиков. Блок СИГМА-03.ИПК обеспечивает искробезопасные уровни питания датчиков. Каждый датчик соединён с информационным блоком кабелем длиной до 1000 метров, по которому подается питание от блока информационного на датчики, а от датчиков на блок информационный поступает аналоговый токовый сигнал 4...20 мА, пропорциональный измеряемому значению концентрации газов или паров. Измерительная информация считывается с информационного табло. Информация выражается в процентах нижнего концентрационного предела распространения пламени (% НКПР) для взрывоопасных газов, мг/м3 или млн-1 для токсичных газов и объёмных процентах для кислорода.

Блоки и модули, входящие в газоанализатор, по функциональному признаку делятся на следующие группы:

- преобразователи измерительные (ИП)- датчики газов;

- устройства управления, сбора и обработки информации;

Преобразователи измерительные (датчики газов) предназначены для измерения концентрации токсичных газов и горючих веществ в атмосферном воздухе с помощью чувствительного элемента (сенсора), первичной обработки электрического сигнала, и передачи его в линию связи с устройствами управления, сбора и обработки информации.

В зависимости от измеряемых газов и паров в газоанализаторе используются преобразователи: электрохимические, термокаталитические, полупроводниковые, оптические.

Каждый датчик настраивается только на один взрывоопасный или токсичный газ.

Датчики газоанализатора "СИГМА-03" в зависимости от контролируемого газа и применяемого сенсора выпускается в следующих вариантах исполнения:

СИГМА-03.ДВ, СИГМА-03.ДП для измерения довзрывных концентраций углеводородов в воздухе, и горючих взрывоопасных газов по ГОСТ Р 51330.19-99. Преобразование концентраций определяемых компонентов в электрический сигнал в датчиках СИГМА-03.ДВ осуществляется термохимическими или оптическими сенсорами. Преобразование концентраций определяемых компонентов в электрический сигнал в датчиках СИГМА-03.ДП осуществляется полупроводниковыми сенсорами.

СИГМА-03.ДЭ - для измерения концентраций токсичных газов таких как СО, NO2, NO, SO2, H2S, Cl2, NH3, HCl в воздухе; преобразование концентраций определяемых компо-

нентов в электрический сигнал в датчиках СИГМА-03.ДЭ осуществляется электрохимическими сенсорами.

СИГМА-03. ДП - для измерения довзрывоопасных концентраций аммиака, хладонов и углеводородов в воздухе и инертной атмосфере;

СИГМА-03.ДК - для измерения объёмной доли кислорода в воздухе.

СИГМА-03.Д - для измерения объемной доли SF6, CO2, хладона 22 в воздухе.

Газоанализаторы "СИГМА-03" относятся к электрооборудованию с уровнем взрывозащиты "Взрывобезопасное электрооборудование", датчики имеют виды взрывозащиты: "искробезопасная электрическая цепь" с уровнем ib и "взрывонепроницаемая оболочка" и имеют маркировку взрывозащиты «1Ех1ЬдПВТ4 X» или «1ExibIIBT4 X», за исключением СИГМА-03.Д- SF6, CO2, хладона R22. Газоанализаторы, предназначенные для применения вне взрывоопасных зон, могут поставляться во невзрывозащищенном исполнении, с соответствующими указаниями по ограничению их применения в эксплуатационной документации.

Выпускаются следующие модификации информационных блоков:

СИГМА-03.ИПК4.4

СИГМА-03.ИПК4.8

СИГМА-03.ИПК8.4

СИГМА-03.ИПК8.8

СИГМА-03.ИПК8.16

СИГМА-03.ИПК14.8

Электрический сигнал, генерируемый сенсором, пропорционален концентрации измеряемого вещества в пределах диапазона измерений. Электронный блок, установленный в датчике, преобразует сигнал сенсора в стандартный токовый сигнал (4 ^ 20) мА.

Блок информационный СИГМА-03.ИПК является центральным блоком газоанализатора СИГМА-03, он представляет собой программируемый контроллер, который выполняет следующие функции:

- сбор, обработка и анализ измерительных данных от измерительных преобразователей по токовому интерфейсу (4 - 20) мА;

- обеспечение источников сигналов напряжением питания;

- визуальное отображение полученной информации;

- передача информации по одному или нескольким каналам связи для потребителей (удаленных терминалов);

- управление внешними исполнительными устройствами (удаленная сигнализация, звуковое оповещение, вентиляция и пр.) по событиям перехода измеренных концентраций через заданные уровни (пороги) или по другим условиям;

- взаимодействие с оператором;

Блок информационный СИГМА-03.ИПК собран в боксе для настенного монтажа c открывающейся передней крышкой, на передней панели смонтированы органы управления и индикации. Функциональные возможности, алгоритм работы, состав и расположение органов блока информационного формируются заказом.

СИГМА-03.ИПК в количестве до 20 штук могут быть подключены к внешнему компьютеру (удаленному терминалу) по интерфейсам RS485, а также - с помощью соответствующих модемов - по выделенной или коммутируемой телефонной линиям, оптоволоконному кабелю или радиоканалу.

СИГМА-03.ИПК может выдавать унифицированные выходные токовые сигналы подсоединенных к нему датчиков на входы внешних измерителей тока или контроллеров.

Выходными информационными сигналами СИГМА-03.ИПК являются:

- значения измеряемых концентраций по каждому измерительному преобразователю-датчику, отображаемые на дисплее модуля индикации;

- световая сигнализация о превышении пороговых концентраций по каждому преобразователю или по группе однотипных преобразователей;

- коммутация внешних цепей с помощью реле по запрограммированным событиям;

- данные, передаваемые по интерфейсу связи с удаленным терминалом.

Алгоритм работы СИГМА-03.ИПК задается программным обеспечением, находящимся в энергонезависимой памяти центрального контроллера. В качестве конфигурационной информации для каждого канала измерения задается измеряемый газ (и соответствующий ему тип преобразователя), диапазон измерений, значения порогов и другая информация.

Значения порогов в пределах (5 ^ 100) % диапазона измерения датчика устанавливают по заказу при производстве СИГМА-03.ИПК. Значения порогов, устанавливаемых на предприятии - изготовителе по умолчанию, указаны в таблице 5.

Конфигурационная информация и значения порогов записываются в память контроллера в процессе производства и не могут быть изменены.

_____ Общий вид блоков газоанализатора Сигма-03 приведен на рис. 1.         _____________

а)

б)

в)

Рис.1 Общий вид блоков газоанализаторов Сигма-03

а) информационный блок СИГМА-03ИПК (модификация СИГМА-03ИПК8.8);

б) датчик оптический СИГМА-03.Д- SF6, CO2, CO, хладонов R22, R123, R125, R134A,

R404A;

в) датчик СИГМА-03.ДВ, ДП, ДЭ.

Программное обеспечение

Идентификационные данные программного обеспечения содержатся в таблице 1.

Таблица 1

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО), разработанное предприятием-изготовителем специально для непрерывных автоматической обработки результатов измерений концентрации контролируемых веществ в воздухе, а также выдачи сигнализации при превышении установленных пороговых значений.

Основные функции встроенного ПО:

- расчет значения содержания определяемого компонента;

- отображение расчетных значений на цифровом индикаторе газоанализатора;

- выдача предупредительной и аварийной сигнализации при достижении содержания -определяемого компонента порогов срабатывания «ПОРОГ 1», «ПОРОГ 2» и «ПОРОГ 3»;

- связь с внешними устройствами по цифровому каналу RS485 или USB.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «А» в соответствии с МИ 3286-2010. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО СИ и измеренных данных.

Влияние программного обеспечения газоанализаторов учтено при нормировании метрологических характеристик.

Технические характеристики

В зависимости от применяемого блока датчика газоанализатор измеряет соответствующий параметр в месте установки датчика, вид и диапазон которого указан в таблице 2.

Таблица 2. Диапазоны и погрешность измерений датчиков газоанализатора

Примечание:

*ВПИ - верхний предел измерения полупроводникового или электрохимического сен-

сора по концентрации контролируемого газового компонента в воздухе.

Таблица 3 Взрывоопасные вещества, контролируемые газоанализатором

Таблица 4 Токсичные вещества, контролируемые газоанализатором

Датчики всех типов выдерживают двукратную перегрузку по концентрации измеряемого вещества в течение не менее 15 минут. Время восстановления после снятия перегрузки -не более 15 минут.

Пределы допускаемого изменения выходного сигнала всех типов ИП за семь суток непрерывной работы равен 0,5 значения основной погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности всех типов ИП от изменения температуры окружающей среды равен 0,3 значения основной погрешности на каждые 10 °С.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности всех типов ИП от изменения относительной влажности воздуха равен 0,3 значения основной погрешности на каждые ± 10 % отклонения относительной влажности от значения (60 ± 5) %.

Таблица 5 Значения порогов, устанавливаемых на предприятии-изготовителе по умолчанию

Относительная погрешность срабатывания порогов сигнализации ± 5 %.

Мощность, потребляемая газоанализатором с 14 датчиками от сети, не более 30 В-А.

Максимальная длина кабеля, соединяющего датчики и информационный блок - 1000 м.

Волновое сопротивление информационных кабелей, 120 Ом.

- Степень защиты оболочки всех датчиков IP54 по ГОСТ 14254-96. Остальных устройств IP54.

Габаритные размеры и масса блоков газоанализатора приведены в таблице 7.

Таблица 7 Габаритные размеры и масса блоков газоанализатора

Условия эксплуатации:

- электрическое питание газоанализатора осуществляется от сети переменного тока напряжением (190 ^ 242) В и частотой 50 Гц или от сети постоянного тока напряжением 24 В;

- измерительные преобразователи (датчики) могут работать самостоятельно с питанием от внешнего источника постоянного тока напряжением 24 В;

- температура эксплуатации датчиков:

- температура окружающей и контролируемой среды

от минус 30 °С до плюс 40 °С для датчиков Сигма-03.ДЭ.;

от минус 40 °С до плюс 50 °С для датчиков Сигма-03.ДВ и Сигма-03.ДП;

от минус 10 °С до плюс 50 °С для блоков Сигма-03.ИПК, Сигма-03.ИП в условиях относительной влажности окружающей и контролируемой среды до 95 % при температуре плюс 35 °С без конденсации влаги при атмосферном давлении от 720 до 780 мм рт. ст.

С редний срок службы сенсоров в газоанализаторе указан в таблице 8.

Таблица 8 Средний срок службы сенсоров в газоанализаторе

Знак утверждения типа

наносится на титульные листы эксплуатационной документации, а также на маркировочные таблички каждого устройства системы в соответствии с технической документацией.

Комплектность

Состав и комплектность поставки газоанализатора указан в таблице 9. Таблица 9 Комплект поставки газоанализатора

Поверка

осуществляется по документу ГПСК 07.00.00.000 МП «Инструкция. Газоанализаторы универсальные СИГМА-03.Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 11 августа 2014 г. и входящему в комплект поставки.

Основные средства поверки:

- государственные стандартные образцы (ГСО) состава газовых смесей в баллонах под давлением (ПГС) по ТУ 6-16-2956-92; № № ГСО

ГСО-ПГС, выпускаемые по ТУ 6-16-2956-92, в баллонах под давлением:

- состава СО - воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5004-89, 3847-87, 3850-87, 3852-87);

- состава СО - N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3806-87);

- состава СО2 - N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 6187-91);

- состава SO2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 8372-2003, 8373-2003);

- состава NO-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 8374-2003, 8375-2003);

- состава NO2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 8370-2003, 8371-2003);

- состава H2S-eo3gyx (номер по реестру ГСО-ПГС 8369-2003, 4283-88 );

- состава O2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3729-87, 3732-87);

- состава H2-N2 (номера по реестру ГСО-ПГС 3913-87);

- состава CH4- воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5905-91, 5906-91);

- состава C3H8- воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5323-90);

- состава C6H14- воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5322-90);

- состава и-С6Н14- воздух (номера по реестру ГСО-ПГС 5905-91, 5906-91);

Аттестованные ПГС состава хладоны R12 (ГОСТ 19212-87), R22 (ГОСТ 8502-93), R113 (ГОСТ 23844-79) , 114B2 (ГОСТ 15899-93) - воздух, полученные при помощи сосуда для разбавления ГКПС 21.00.00.000;

ПГС состава HCl-воздух, SO2-воздух, H2S- воздух, NO2-воздух, С12-воздух; ЫНз-воздух; CH2O- воздух полученные при помощи установки динамической термодиффузионной «Микрогаз-Ф» ТУ 4215-004-07518800-02 с использованием источников микропотока ИБЯЛ.418319.013 ТУ ИМ09-М-А2, ИМ01-О-Г2, ИМ05-М-А2, ИМ03-М-А2, ИМ03-М-А2, ИМ06-М- NH3-A2, ИМ94-М-Н2СО-А2;

- генератор озона ГС-2401 ТУ 25-7407.040-90; (концентрации контрольных смесей 0,5 и 1,0 мг/м3 )

- Поверочный нулевой газ воздух марка «А» ТУ 6-21-5-82;

- азот газообразный особой (или повышенной) чистоты ГОСТ 9293-74;

Сведения о методах измерений

приведены в ГПСК07.00.00.000РЭ, ГПСК 07.11.00.000 РЭ, ГПСК 07.12.00.000 РЭ

Нормативные документы

ГОСТ 8.578-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.

Технический регламент таможенного союза ТР ТС 012/2011 О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах.

Газоанализатор универсальный СИГМА-03.Технические условия ТУ4215-001-80703968-07 с изменением № 1.

Рекомендации к применению

- при осуществлении производственного контроля соблюдения установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта