Электросолемеры ГМ-2007

Назначение

Электросолемеры ГМ-2007 предназначены для измерения солености проб морской воды в лабораторных условиях.

Область применения электросолемеров - производство гидрологических, экологических и рыбопоисковых исследований в морях и океанах.

Описание

Электросолемер ГМ-2007 по принципу действия и конструктивному исполнению относится к анализаторам жидкости кондуктометрического типа.

Принцип действия электросолемера основан на измерении относительной электропроводимости и температуры пробы морской воды, залитой в бесконтактную индуктивную ячейку наливного типа. По измеренным значениям относительной электропроводимости и температуры производится расчет солености воды по формулам Международной практической шкалы солености (МПШС-78) с помощью персонального компьютера, входящего в состав изделия. Измерения и вычисление солености выполняются в автоматическом режиме. Результаты измерений регистрируются в персональном компьютере, входящем в состав изделия.

В состав функциональной схемы электросолемера входят: бесконтактная индуктивная ячейка, питающий ячейку генератор синусоидального напряжения, трансформаторный делитель напряжения, микропроцессорный контроллер, аналоговый компенсатор тока, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой микропроцессорный блок, термостат электронного блока.

Относительная электропроводимость пробы морской воды измеряется по отношению к стандартному раствору - “нормальной” воде, в “витке воды”, образованном индуктивной ячейкой. Ячейка содержит два тороидальных трансформатора, намотанных на ферритовых кольцах, связанных между собой “витком воды”. В обмотку первого трансформатора подается питающее напряжение от синусоидального генератора, в результате чего в объемном витке воды создается ток, пропорциональный электропроводимости воды и поперечному сечению витка. Ток в витке воды измеряется с помощью второго трансформатора нулевым компенсационным методом. Для этого во вторичную обмотку этого трансформатора подается компенсационный ток от следящей системы. Компенсационная следящая система регулирует ток в обмотке так, что в момент отсчета результата измерения напряжение на этой обмотке стремится к нулю. Нулевой метод измерения тока позволяет исключить зависимость результата измерения от влияния относительно большой нестабильности магнитной проницаемости ферритовых сердечников.

Кроме электропроводимости измеряется температура воды в ячейке, также необходимая для расчета солености. Температура воды измеряется прецизионным термистором типа АСС-004 сопротивлением R-10 кОм, включенным в мостовую схему. Усиленный сигнал от мостовой схемы преобразуется 16-разрядным АЦП.

Каждое измерение электропроводности выполняется в два цикла. В первом цикле выполняется измерение основной части электропроводимости ячейки путем дискретного уравновешивания противофазным током от эталонного трансформаторного делителя напряжения. Трансформаторный делитель напряжения вырабатывает 256 дискретных уровней тока с эталонной точностью на уровне Г10'5 относительных единиц. После первого цикла уравновешивания измеряемого сигнала остается погрешность недокомпенса-ции, не превышающая 1/256 часть от диапазона измерения. Во втором цикле измерения происходит компенсация остаточной части сигнала с помощью аналогового компенсатора также нулевым методом. Затем аналоговый выходной сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП. Окончательный результат измерения получается суммированием первого и второго циклов с определенными весовыми коэффициентами. В первом цикле получается 8 старших бит результата измерения, а во втором цикле АЦП выдает 16 младших бит результата. В итоге получается отсчет из 24 бит и соответствующее этой разрядности разрешение на уровне 0,001 % от диапазона измерения. Все измерения выполняются в автоматическом режиме под управлением двух микроконтроллеров семейства PIC16F84A. Для повышения точности измерений опорные элементы схемы термостатированы.

Технические характеристики

1 Диапазон измерений относительной электропроводимости морской воды, относительных единиц:                                               от Г10'5 до 1,50000

2 Диапазон измерений солености морской воды, практических единиц солености пес: от 0,020 до 42,000

3 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения солености, пес^: ± 0,005

4 Рабочий диапазон температур при измерении солености, °C:        от 16 до 30.

5 Электрическое питание:

- от сети переменного тока:

6 Мощность, потребляемая от электросети, Вт: 7Условия эксплуатации:

• диапазон температуры окружающей среды

• диапазон относительной влажности

• диапазон атмосферного давления

диапазон температуры анализируемых водных сред

220 (+ 20; -33) В, частота (50 ± 1) Гц;

15.

8 Габаритные размеры функционального блока электросолемера, мм: - длина

- ширина

- высота

9 Масса функционального блока электросолемера, не более, кг

10 Средний срок службы, лет

от + 10 до+ 35 °C от 20 до 90 % от 84 до 106,7 кПа от 16 до 30 °C.

550

220

375.

3

5.

) Практическая единица солености - пес - определяется через отношение электропроводности пробы морской воды при температуре 15 °C и давлении в 1 стандартную атмосферу (1 ст.атм. = 101325 Па) к электропроводности раствора КС1, в котором массовая доля КС1 составляет 32,4356 10’3 при тех же значениях температуры и давления (ГСССД 77-84. Морская вода. Шкала практической солености 1978 г.).

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на лицевую панель блока электросолемера,и титульный лист Руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Поверка

Поверка электросолемера ГМ-2007 проводится в соответствии с документом «Электросолемер ГМ-2007. Методика поверки» ЯИКТ.414311.001.Д, утвержденным ГЦИ СИ "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева" «18» июня 2009 г.

Основные средства поверки:

- цифровой мультиметр класса точности 0,02;

- калий хлористый по ГОСТ 4234-77 квалификации х.ч.

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Межповерочный интервал 1 год.

Нормативные документы

ГОСТ 8.457-2000 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений удельной электрической проводимости жидкостей».

ГСССД 77-84 Морская вода. Шкала практической солености 1978 г.

ЯИКТ.414311.001 ТУ. Электросолемер ГМ-2007. Технические условия.

Заключение

Тип электросолемеров ГМ-2007 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства, в эксплуатации и после ремонта согласно государственной поверочной схеме.