Газоанализаторы МН5141

Назначение

Газоанализаторы МН 5141 (в дальнейшем - ГА) предназначены для непрерывных автоматических измерений кислорода в воздушной среде помещений и для сигнализации о выходе содержания кислорода за установленные пределы.

Описание

Конструктивно ГА в зависимости от исполнения выполнен в виде моноблока или двух блоков. Двухблочный ГА состоит из первичного преобразователя кислорода (ПП О2) и преобразователя напряжения (ПН).

Принцип действия ГА основан на использовании парамагнитных свойств кислорода и зависимости их от температуры.

При наличии в среде парамагнитного газа (кислорода), градиента температуры и градиента магнитного поля, образуемого магнитной системой специальной конфигурации, возникает термомагнитная конвекция. Соприкасаясь с нагретым термосопротивлением (чувствительным элементом), парамагнитный газ нагревается, теряет при этом частично свои магнитные свойства и выталкивается из магнитного поля более холодным газом. Конвективные потоки, возникающие вокру! чувствительного элемента, приводят к его охлаждению, что изменяет его электрическое сопротивление. Это и служит мерой содержания кислорода в анализируемой газовой смеси.

ГА обеспечивает в пределах диапазона измерений сигнализацию о понижении содержания кислорода ниже заданного уровня - уставки У1 и У2 и о повышении содержания кислорода выше заданного уровня - уставки УЗ и У4, в виде замыкания и размыкания "сухих" контактов реле.

ГА выпускаются в следующих исполнениях:

Двухблочное:

- МН 5141 1Г2.840.332 - обычное, диапазон измерений объемной доли кислорода (15-30) %, диапазон показаний (0-30) % или (15-30) %, вид выходного сигнала -- аналоговый (0-10) В, 1Г2.840.332ТУ;

- МН 5141 1Г2.840.332-01 - взрывозащищенное, диапазон измерений объемной доли кислорода (15-30) %, диапазон показаний (0-30) % или (15-30) %, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В. 1Г2.840.332ТУ;

- МН 5141-01 1Г2.840.332-02 - взрывозащищенное, диапазон измерений парциального давления кислорода (15-30) кПа, диапазон показаний (0-30) кПа. вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В, 1Г2.840.332-02ТУ;

- МН 5141-02 1Г2.840.332-03 - взрывозащищенное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-10) %, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В, 1Г2.840.332-03 ТУ;

- МН 5141-08 1Г2.840.332-08 - взрывозащищенное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-30) % или (15-30) % или (0-10) %, парциального давления кислорода (0-30) кПа, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10В), 1Г2.840.332 ТУ;

- МН 5141-09 1Г2.840.332-09 - взрывозащищенное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-30)% или (15-30)% или (0-10)%, парциального давления кислорода (0-30) кПа, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10В) и цифровой (RS-485). 1 Г2.840.332 ТУ;

моноблочное:

- МН 5141-04 1Г2.840.332-04 - обычное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-30) % или (1 5-30) %, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В, 1 Г2.840.332ТУ:

- МН 5141-05 1Г2.840.332-05 - обычное, диапазон измерений парциального давления кислорода (0-30) кПа, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В, 1Г2.840.332-02ТУ;

- МН 5141-06 1Г2.840.332-06 - обычное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-10) %, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В, 1Г2.840.332-03 ТУ.

- МН 5141-07 1Г2.840.332-07 - обычное, диапазон измерений объемной доли кислорода (0-30) % или (15-30) % или (0-10) %, парциального давления кислорода (0-30) кПа, вид выходного сигнала - аналоговый (0-10) В и цифровой (RS-485), 1Г2.840.332 ТУ.

ПП 01 взрывозащищенных ГА имеют уровень взрывозащиты ПОВЫШЕННАЯ НАДЕЖНОСТЬ ПРОТИВ ВЗРЫВА, маркировку взрывозащиты 2ExdicIICTl по ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.1-99, ГОСТ Р 51330.10-99.

ГА может быть укомплектован выносным вольтметром.

По условиям эксплуатации и местам размещения ГА относятся к аппаратуре группы 2.3.2 климатического исполнения УХЛ по ГОСТ РВ 20.39.304-98.

Внешний вид ГА, и место пломбировки ГА от несанкционированного доступа приведены на рисунках 1,2 и рисунке 3 соответственно.

Рисунок 1 - Внешний вид ГА в обычном моноблочном исполнении (на примере МН 5141 -07)

Рисунок 2 - Внешний вид ГА в двухблочном взрывозащищенном исполнении (на примере МН 5141-08)

1 - крышка, закрывающая доступ к зоне обслуживания

2 - место для пломбировки крышки, закрывающей доступ к зоне обслуживания

3 - заглушка элементов регулировки

4 - место для пломбировки заглушки элементов регулировки

Рисунок 3 -Пломбировка ГА от несанкционированного доступа (на примере МН 5141-09)

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть программного обеспечения (ПО) ГА представляет собой специализированное программное обеспечение:

- 1Г5.105.614 ПО-01 для газоанализаторов МН 5141-04, МН 5141-05, МН 5141-06, МН 5141-07;

- 1Г5.105.615 ПО-01 для газоанализаторов МН 5141-08, МН 5141-09.

Программное обеспечение ГА предназначено для преобразования, обработки и передачи измерительной информации от первичного измерительного преобразователя, управления режимами работы ГА, сигнализации о достижении установленных уставок срабатывания.

ПО реализует следующие функции:

- считывание результатов аналого-цифрового преобразования канала измерения объемной доли кислорода и вспомогательных каналов контроля температуры, давления;

- обработку полученных данных каналов, по заданному алгоритму;

- запись результатов работы алгоритма и основных идентификационных данных программы в регистры протокола информационного обмена;

- запись результатов работы в регистры ЦАП и регистры управления реле сигнализации.

- обмен с ведущим устройством - преобразователем напряжения с помощью протокола MBA v 01 в соответствии с Протоколом информационного обмена СТП-1103;

- самоконтроль работоспособности платы ВУ газоанализатора;

- самоконтроль работоспособности ПО (расчет контрольной суммы).

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1

Влияние метрологически значимой части ПО на метрологические характеристики ГА не выходит за пределы согласованного допуска.

Метрологически значимая часть ПО ГА и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Диапазоны измерений, показаний и пределы допускаемой основной погрешности измерений ГА приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Диапазоны измерений, показаний и пределы допускаемой основной погрешности измерений ГА (при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °C, относительной влаж-ности (65 ± 2) %, атмосферном давлении (100 ± 1,3) кПа)

Примечания

* - диапазон измерений (показаний) в зависимости от варианта поставки;

** - в скобках указаны пределы результирующей основной абсолютной погрешности измерения объемной доли или парциального давления кислорода с вольтметром М1618, определяе-мой по шкале вольтметра в нормальных условиях.__

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений парциального давления кислорода при изменении давления, кПа:

МН 5141-01                                                                 ±(0,5+0,01 ДР),

где ДР = | Р - Рн |,

Р- давление анализируемой среды, Рн - нормальное давление (Рн =100 кПа);

МН 5141-05                                ± 0,5 - при содержании кислорода от 19до 25 %;

± (0,5+0,01 ДР*) - при содержании кислорода до 19 и от 25 до 30 %;

МН 5141-07, МН 5141-08, МН 5141-09 (при измерении парциального

давления кислорода)                        ± 0,5 - при содержании кислорода от 19 до 25 %

+ (0,5+0,01 ДР*) - при содержании кислорода до 19 и от 25 до 30 %.

Пределы допускаемых дополнительных абсолютных погрешностей, вызванных изменением влияющих факторов соответственно в рабочих (Др) и предельных условиях (Дпр) эксплуатации, не превышают значений, указанных в таблице 3.

Таблица 3 - Значения дополнительных абсолютных погрешностей измерений

Пределы суммарной абсолютной погрешности измерений, единицы измеряемой величины, (объемная доля, %, или парциальное давление, кПа - в зависимости от исполнения ГА):

- в рабочей области температуры, давления и относительной влажности

- в рабочей области всех влияющих факторов

- в предельных условиях эксплуатации

ГА обеспечивают в пределах диапазона измерений сигнализацию о понижении содержания кислорода ниже заданного уровня - уставки У1 и У2 и о повышении содержания кислорода выше заданного уровня - уставки УЗ и У4, в виде замыкания и размыкания "сухих" контактов реле. Номера и значения уставок оговариваются при заказе.

Минимальная разница между уставками сигнализации, не менее

- объемной доли кислорода, %                                               0,5;

- парциального давления кислорода, кПа                                       0,5.

Пределы допускаемой погрешности задания уставки при срабатывании сигнализации:

- для ГА с диапазоном измерений (15-30) % и (0-30) % (об.д.)        ± 0,15 % (об.д.);

- для ГА с диапазоном измерений (0-30) кПа)                            ± 0,15 кПа:

- для ГА с диапазоном измерений (0-10) % (об.д.)                    ± 0,05 % (об.д.).

Разность между значениями срабатывания и отпускания релейного сигнала, В ±0,1.

Время установления показаний Тод, с, не более

Время прогрева, мин, не более

Изменение показаний за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой ос-овной погрешности, не более

Параметры питания:

напряжение переменного тока (127 ± 10) В и/или (220 ± 18) В частотой (400 ± 2) Гц пи (50 ± 2) Гц.

Потребляемая мощность, ВА, не более:

- двухблочный ГА                                                        20;

- моноблочный ГА                                                        10.

Габаритные размеры и масса ГА не более приведенных в таблице 4.

Таблица 4    ___________________________________________________________

Наработка на отказ, ч, не менее                                               5000.

Средний срок службы ГА, лет                                                 15.

Эксплуатационные условия применения ГА приведены в таблице 5

Таблица 5 - Эксплуатационные условия применения ГА _______________________

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на эксплуатационную документацию типографским способом и на переднюю панель ГА в виде наклейки.

Комплектность

Комплект поставки ГА указан в таблицах 6, 7 и 8.

Таблица 6 - Комплект поставки для ГА исполнений МН 5141, МН 5141-04, МН 5141-07, МН 5141-08, МН 5141-09 по 1Г2.840.332 ТУ

Примечания

Комплектуется запасными плавкими вставками ВП1-1 0,5 А 250 В ОЮ0.480.003ТУ, в количестве 6 шт, размещенными на внутренней стороне крышки.__________

Таблица 7 - Комплект поставки для ГА исполнений МН 5141-01, МН 5141-05 по 1Г2.840.332-02 ТУ

Таблица 8 - Комплект поставки для ГА исполнения МН 5141-02, МН 5141-06 по

1Г2.840.332-03 ТУ ______________________________

Поверка

осуществляется в соответствии с приложением В «Инструкция. Газоанализаторы МН 5141. Методика поверки» руководства по эксплуатации 1Г2.840.332РЭ (КЮДШ 413231.001 РЭ), 1Г2.840.332-02РЭ (КЮДШ 413231.001-02РЭ), 1Г2.840.332-03РЭ (КЮДШ 413231.001-03РЭ), 1Г2.840.332-04РЭ (КЮДШ 413231.001-04РЭ), 1Г2.840.332-05РЭ (КЮДШ 413231.001-05РЭ), 1Г2.840.332-06РЭ (КЮДШ 413231.001-06РЭ), 1Г2.840.332-07РЭ (КЮДШ 413231.001-07РЭ), 1Г2.840.332-08РЭ (КЮДШ 413231.001-08РЭ), 1Г2.840.332-09РЭ (КЮДШ 413231.001-09РЭ), утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» 25 мая 2011 г и руководителем ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 25 мая 2011 г.

Основные средства поверки: барометр-анероид контрольный М-67 (Per. № 3744-73) (диапазон измерений атмосферного давления от 610 до 790 мм рт.ст., погрешность ± 0,8 мм рт.ст.); поверочные газовые смеси ГСО-ПГС. выпускаемые по ТУ-6-16-2956-92; термометр ртутный стеклянный лабораторный ТЛ-4 (Per. № 303-91) (диапазон измерений температуры от 1 до 50 °C, цена деления 0.1 °C); тераомметр Е6-13А (Per. № 4649-80) (диапазон измеряемых

Лист № 11

Всего листов 12 сопротивлений от 10 до 1014 Ом, пределы допускаемой погрешности измерений сопротивления ± 2,5 %); вольтметр цифровой В7-38 (Per. № 8730-82) (пределы измерений напряжения постоянного тока 0,2, 2, 20, 200, 1000 В, пределы допускаемой погрешности ± (0,02 + 0,25 Vn/Vx) % в диапазоне 0,2, 2 В, ±(0,05 + 0,2 Vn/Vx) % в диапазоне 20, 200, 1000 В); секундомер механический СОСпр-2а-3 (Per. № 11519-06) (группа 2а, класс точности 3); источник питания постоянного тока Б5-47 (Per. № 5967-77) (диапазон выходного напряжения постоянного тока от 0,1 до 29,9 В, диапазон силы постоянного тока от 0,01 до 2,99 А, пределы допускаемой погрешности воспроизведения силы постоянного тока ±(l%lveT + 0,2%1макс) А, пределы допускаемой погрешности воспроизведения напряжения ±(0.5%lkCI + 0,1%иЧакс) В); ротаметр с местными показаниями РМ-А-0,063 ГУЗ (Per. № 19325-00) (верхний предел диапазона измерений 0,063 м3/ч, пределы допускаемой приведенной погрешности ± 4 %).

Сведения о методах измерений

Руководства по эксплуатации: 1 Г2.840.332РЭ, 1 Г2.840.332-02РЭ, 1Г2.840.332-03РЭ, 1Г2.840.332-04РЭ, 1Г2.840.332-05РЭ, 1 Г2.840.332-06РЭ, 1 Г2.840.332-07РЭ, 1 Г2.840.332-08РЭ, 1Г2.840.332-09РЭ.

Нормативные документы

ГОСТ РВ 20.39.304-98.

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

Технические условия 1Г2.840.332ТУ (КЮДШ. 413231.001 ТУ).

Рекомендации к применению

Обеспечение безопасных условий и охраны труда, осуществление деятельности в области обороны и безопасности государства.