Газоанализаторы портативные Drager X-am

Назначение

Газоанализаторы портативные Drager X-am модификаций Drager X-am 1700, Drager X-am 2000, Drager X-am 5000 и Drager X-am 5600 (далее - «газоанализаторы») предназначены для непрерывного автоматического измерения объемной доли кислорода, диоксида углерода и вредных газов и паров в воздушных средах, а также довзрывных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей в смеси с воздухом.

Описание

Газоанализаторы Drager X-am представляют собой автоматические портативные приборы непрерывного действия, со сменными сенсорами, обеспечивающими контроль содержания в воздухе компонентов, технические и метрологические характеристики которых приведены в таблицах 2 - 6.

В зависимости от числа определяемых компонентов газоанализаторы имеют 4 модификации: Drager X-am 1700, Drager X-am 2000, Drager X-am 5000 и Drager X-am 5600, которые отличаются типом и количеством установленных сенсоров .

Прибор состоит из корпуса, в котором установлены сменные сенсоры, микропроцессор, блок питания.

В состав газоанализаторов входят термокаталитические, электрохимические и инфракрасные     сенсоры. Термокаталитические сенсоры используются для измерения

довзрывных концентраций горючих газов и измерения объемной доли метана до 100 % ( в данном случае сенсоры работают в термокондуктометрическом режиме). Электрохимические -для измерения  объемной доли кислорода, диоксида углерода и  вредных газов и паров.

Инфракрасные сенсоры являются измерительными преобразователями для измерения довзрывных концентраций горючих газов, паров и диоксида углерода, для измерений объемной доли горючих газов до 100 % .

Принцип действия газоанализатора определяется типом используемого сенсора.

Принцип действия каталитического сенсора - термохимический, основанный на тепловых эффектах протекающих химических реакций. Анализируемый воздух диффундирует через металлокерамическую мембрану в сенсор, в котором горючий газ или пар каталитически сгорает на поверхности детектора с использованием кислорода воздуха. Выделение теплоты сгорания приводит к дополнительному нагреву детектора, и его сопротивление изменяется. Это изменение сопротивления пропорционально парциальному давлению горючего газа или пара. В сенсоре, кроме каталитически активного измерительного элемента, находится неактивный компенсационный элемент. Оба эти элемента являются частями моста Уитстона. Такие внешние факторы, как температура окружающей среды и влажность воздуха, воздействуют на оба элемента в равной степени, поэтому эти влияния на измерительный сигнал полностью компенсируются. По сигналу изменения напряжения моста сенсора определяется концентрация газа в % НКПР или объемная доля в %.

Принцип действия термокондуктометрического датчика основан на сравнении теплопроводностей анализируемого газа и сравнительного газа (воздуха). В состав сенсора входят термочувствительные элементы. Один из них, компенсационный, измеряет

теплопроводность контролируемого воздуха. Эти элементы, включенные в мост Уитстона, первоначально находятся в одинаковых условиях, а мост - в состоянии равновесия. При подаче анализируемого газа с другой теплопроводностью это равновесие нарушается, изменяется температура чувствительных элементов и их сопротивление. Результирующий ток в измерительной диагонали моста пропорционален концентрации анализируемого газа (объемная доля в %).

Принцип действия электрохимических сенсоров заключается в том, что анализируемый окружающий воздух диффундирует через капилляры к измерительному электроду, на котором происходит электрохимическая реакция. Между измерительным электродом и дополнительным электродом сравнения в результате этой реакции возникает соответствующая постоянная разность потенциалов, пропорциональная содержанию определяемого компонента.

Принцип действия инфракрасных сенсоров - оптический, основан на поглощении ИК-излучения анализируемой средой. Анализируемый воздух диффундирует в измерительную кювету. В сенсоре находится излучатель - источник ИК-излучения с широкой полосой. Излучение проникает в кювету, многократно отражается, выходит через оптическую щель и попадает на два узкополосных интерференционных фильтра:    измерительный и

сравнительный, из которых состоит двухэлементный детектор. Если кювета заполнена анализируемой смесью, то часть излучения поглощается в области длины волны измерительного фильтра, и измеряющий детектор дает изменившийся электрический сигнал. Сигнал соответствующего сравнительного детектора остается неизменным. Колебания энергии излучения, загрязнения кюветы и щели, а также помехи от пыли и аэрозолей воздуха действуют на оба детектора в равной степени, и их влияние скомпенсировано.

Встроенный микропроцессор управляет всем процессом измерений и преобразует сигналы сенсоров в показания на ЖК-дисплее в виде химических формул определяемых компонентов и их содержание в анализируемой газовой пробе.

Приборы снабжены устройствами сигнализации двух регулируемых порогов срабатывания с выдачей светового, звукового и вибросигналов, а также ИК интерфейсом для обеспечения соединения с персональным компьютером. Для усиления сигналов в модификации Х- am 5000 и 5600 используется устройство Х-zone 5000.

На лицевой панели газоанализатора расположены матричный дисплей, две кнопки управления: для включения и выключения прибора, для выбора нужного меню и контроля пароля.

Способ подачи анализируемого газа - диффузионный.

В составе газоанализаторов используют устройства (станции) для проверки их работоспособности, которые являются вспомогательным оборудованием.

Газоанализатор может поставляться с блоком памяти для вывода данных на компьютер с использованием разработанными фирмой специальными программами GasVision и СС-Vision.

Маркировка взрывозащиты: РО ЕхiaI Х/0ExiaIIСТ3 Х или РВ ЕхdiaI Х/1ExdiaПСТ4/Т3 Х.

Внешний вид газоанализатора представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид газоанализатора

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение Firmware, разработанное фирмой-изготовителем специально для решения задач измерения содержания определяемых компонентов. Программное обеспечение осуществляет функции.

- - расчет содержания определяемого компонента по каждому измерительному каналу,

- - отображение результатов измерений на графическом ЖКИ дисплее газоанализатора,

- - передачу результатов измерений по интерфейсу связи с ПК (USB),

- - контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант,

- - контроль внутренних параметров газоанализатора (заряд батареи).

Программное обеспечение идентифицируется путем вывода на экран номера версии.

Уровень защиты программного обеспечения Firmware соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Влияние программного обеспечения газоанализаторов учтено при нормировании метрологических характеристик.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1

*Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения должен быть

не ниже указанного в таблице.

Технические характеристики

1. Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов Drager X-am модификаций X-am 1700, X-am 2000, X-am 5000 и X-am 5600

приведены в таблицах 2-6.

1.1. В состав газоанализатора Drager X-am модификации X-am 1700 входят 4 сенсора :

- термокаталитический DragerSensor Cat Ex 125 № 68 11 050 или DragerSensor Cat Ex 125 PR № 68 12 950. Показания термокаталитического канала Ex на дисплее в % НКПР.

- электрохимические DragerSensor XXS № 68 10 881 ( кислород О2 ), DragerSensor XXS № 68 10 882   ( оксид углерода CO ), DragerSensor XXS № 68 11 525 (сероводород H2S).

Метрологические характеристики сенсоров приведены в таблицах 2, 3.

1.2. Газоанализаторы Drager X-am модификации X-am 2000 выпускаются в одиннадцати исполнениях (конфигурациях).

- Drager X - am 2000 Ex;

- Drager X - am 2000 Ex, O2;

- Drager X - am 2000 CO, H2S;

- Drager X - am 2000 O2, CO;

- Drager X - am 2000 O2, H2S;

- Drager X - am 2000 Ex, H2S;

- Drager X - am 2000 Ex, CO;

- Drager X - am 2000 Ex, O2, CO;

- Drager X - am 2000 Ex, O2, H2S;

- Drager X - am 2000 O2, CO, H2S;

- Drager X - am 2000 Ex, O2, CO, H2S.

В качестве термокаталитических сенсоров используются DragerSensor Cat Ex 125 № 68 11 050 или DragerSensor Cat Ex 125 PR № 68 12 950.

Метрологические характеристики сенсоров приведены в таблицах 2, 3.

1.3. В газоанализаторах Drager X-am модификации X-am 5000 применяются термокаталитические сенсоры DragerSensor Cat Ex 125 № 68 11 050, DragerSensor Cat Ex 125 PR № 68 1 2950 и DragerSensor Cat Ex 125 Mining № 68 11 970 ;

сенсоры DragerSensor Cat Ex 125 № 68 11 050 и CatEx 125 PR № 68 12 950 работают в термокондуктометрическом режиме при измерении объемной доли метана до 100 %;

электрохимические сенсоры XXS; XXS OV; XXS E.

Метрологические характеристики сенсоров приведены в таблицах 2, 3, 5.

1.4. В составе газоанализаторов Drager X-am модификации X-am 5600 используются электрохимические сенсоры типов XXS; XXS OV; XXS E;

оптические (инфракрасные) сенсоры DUAL IR Ex /СО2 68 11 960 и IR Ex 68 12 180 для контроля довзрывных концентраций горючих газов и диоксида углерода, для измерений объемной доли горючих газов до 100 % .

Метрологические характеристики сенсоров приведены в таблицах 3 - 6.

Таблица 2     Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am

модификаций X-am 1700, X-am 2000, X-am 5000 по каналам с термокаталитическими сенсорами

Примечания:

1. НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени. значения НКПР указаны в соответствии с ГОСТ Р 52136-2003.

Пределы допускаемой основной погрешности нормированы при условии наличия в контролируемой среде только одного определяемого компонента.

2. Время установления показаний Т0,9 для термокаталитических сенсоров, с, не более: 17 (для метана), 32 - для пропана;

3. Время срабатывания сигнализации, с, не более:   15.

4. Для датчиков модификаций X-am 1700, X-am 2000, X-am 5000 с версией программного обеспечения 4,0 и выше.

5. Комплектуется только с X-am 5000, заводская градуировка на метан.

6. * Определение водорода газоанализатором Drager X-am модификации X-am 2000 проводится при отсутствии сенсора на СО.

Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am

по каналам с электрохимическими сенсорами

Таблица 3

Таблица 4

Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am модификации Drager X-am 5600 по каналам с инфракрасными сенсорами DUAL IR Ex /СО2 68 11 960 и IR Ex 68 12 180 для контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов

Таблица 5.

Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am модификаций

Drager X-am 5600 по каналам с инфракрасными сенсорами DUAL IR Ex /СО2 68 11 960 и IR Ex 68 12 180 и Drager X-am модификации Drager X-am 5000 по каналу с сенсорами Саt Ex 125 68 11 050 и CatEx 125 PR 68 12 950 для измерений метана, пропана и этилена с верхним пределом измерений объемной доли газов до 100 %

Примечания:

1. Измерение по теплопроводности.

2. Приборы группы I по ГОСТ Р 52136-2003 (Примечание, п.1.1).

Таблица 6.

Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am модификации Drager X-am 5600 по каналам с инфракрасными сенсорами DUAL IR Ex /СО2 68 11 960

и IR СО2 68 12 190 для контроля диоксида углерода

2. Пределы допускаемой вариации выходного сигнала датчика, в долях от пределов допускаемой основной погрешности, не более 0,5.

3. Предел допускаемой вариации показаний не более 0,5 от основной погрешности.

4. Допускаемое изменение выходного сигнала (показаний) при непрерывной работе в течение месяца (Atg): не более 0,5 доли от основной погрешности.

5. Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры и влажности окружающей среды, атмосферного давления приведены в таблице 7.

Таблица 7

6. Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния неизмеряемых компонентов (для электрохимических сенсоров), перечень которых указан в Руководстве по эксплуатации на газоанализаторы Drager X-am , и содержание которых не более санитарных норм по ГОСТ 12.1.005, в долях от допускаемой основной погрешности, не более: 1,5.

7. Время работы газоанализаторов без подзарядки аккумуляторного блока питания (№МНу) или с блоком питания на щелочных батареях (с напряжением 6 В), не менее 12 ч (при нормальных условиях).

8. Габаритные размеры, мм, не более:

длина - 130, ширина - 48, высота - 44.

9. Масса газоанализатора, не более: 250 г.

10. Срок службы газоанализаторов (исключая сенсоры). не менее: 8 лет (кроме

модификации X-am-1700).

Срок службы модификации X-am-1700, не менее: 2 года.

Срок службы сенсоров: от 12 до 60 месяцев.

11. Средняя наработка на отказ, не менее: 8000 ч (при доверительной вероятности Р=0,95).

12. Условия эксплуатации:

т емпература окружающей среды от минус 20 до 50 0С (кроме электрохимических сенсоров на метилмеркаптан, этилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид и фосген);

- от 5 до 40 0С - для метилмеркаптана, этилмеркаптана, диметилсульфида, диметилдисульфида;

- от минус 20 до 35 0С - для фосгена;

- от минус 20 до 40 0С  для NiMH аккумулятора типа GP 180ААНС и щелочных

аккумуляторов типа Varta 4006, Varta 4106, Panasonic LR6 Powerline);

атмосферное давление от 70 до 130 кПа.;

относительная влажность от 10 до 95 %, содержание неизмеряемых компонентов не должно превышать санитарные нормы согласно ГОСТ 12.1.005.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится:

- типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации;

- в виде наклейки на задней панели газоанализатора.

Комплектность

К омплектность поставки газоанализаторов Drager X-am представлена в таблице 8.

Таблица 8

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 242-1135-2011 «Газоанализаторы Drager X-am. Методика поверки», разработанным и утвержденным ГЦИ СИ "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева" «24» июня 2011 г.

Основные средства поверки:

- парофазные источники газовых смесей ПИГС по ТУ 4215-001-20810646-99 (№ 18358-05 Госреестре РФ),

- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК.418313.001 ТУ (№ 19351-05 в Госреестре РФ) в комплекте со стандартными образцами состава: газовые смеси H2S/N2, CO/N2, СО^г, NH3/N2 в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92;

- стандартные образцы состава: газовые смеси СН4/воздух (азот), С3Н8/воздух (азот), С4Н10/воздух, С6Н14/воздух, С2Н4/воздух (азот), Н2/воздух, NН3/воздух, С5Н12/воздух, O2/N2 по ТУ 6-16-2956-92;

- генератор термодиффузионный ТДГ-01 по ЩДЕК.418319.001 ТУ (№ 19454-05 в Госреестре РФ) в комплекте с источниками микропотоков ИМ газов и паров по ИБЯЛ.418319.013 ТУ ( № 1507508 в Госреестре РФ);

- газоаналитический комплекс «МОГАИ-6» ИРМБ.413426.001 РЭ (№ 19858-00 в Госреестре РФ) для получения ПГС на основе HCN, пределы относительной погрешности ± 6 % ;

- установка газодинамическая высшей точности УВТ-Ф для получения ПГС на основе PH3 (регистрационный № 60-А-89);

- установка высшей точности УВТ-Ф для получения ПГС на основе AsH3 (регистрационный № 59-А-89);

- стенд испытательный гЯ.6433.00.00.000 ТО для получения ПГС на основе диметиламина, триметиламина, диэтиламина, триэтиламина диапазон концентраций от 10 до 300 мг/м3, пределы относительной погрешности ± 7 %;

- рабочие эталоны 1-го разряда - калибраторы газовых смесей модели 146i (озон);

- поверочный нулевой газ - воздух по ТУ 6-21-5-85, азот газообразный по ГОСТ 9293-74 в баллонах под давлением.

Допускается применение других средств поверки, не приведенных в перечне, но обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

Сведения о методах измерений

Методики измерений приведены в документе «Газоанализатор Drager X-am. Руководство по эксплуатации», 2010.

Нормативные документы

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

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

3. ГОСТ 27540-87 Сигнализаторы горючих газов и паров термохимические. Общие технические условия.

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

5. ГОСТ Р 52136-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.

6. ГОСТ Р 51330.19-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 20. Данные по горючим газам и парам, относящиеся к эксплуатации электрооборудования.

7. ГОСТ Р 52136-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.

8. ГОСТ Р 52138-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 3. Требования к приборам группы 1 с верхним пределом измерений объемной доли метана в воздухе до 100 %.

9. ГОСТ Р 52140-2003 Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 5. Требования к приборам группы II с верхним пределом измерений объемной доли газов до 100 %.

10. Техническая документация фирмы-изготовителя на газоанализаторы портативные Drager X-am.

Рекомендации к применению

- при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда (при контроле воздуха рабочей зоны в различных отраслях промышленности, в том числе на взрывоопасных объектах).