Рабочие эталоны 1-го разряда - генераторы газовых смесей MGC101 мод. MGC101, MGC101P

Назначение

Рабочие эталоны 1-го разряда - генераторы газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P (далее - генераторы) предназначены для приготовления поверочных газовых смесей (ПГС) с заданным содержанием компонентов в воздухе (азоте).

Генераторы являются рабочими эталонами 1-го разряда в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений содержания компонентов в газовых средах ГОСТ 8.578-2008 и служат для передачи единицы молярной доли (массовой концентрации) компонентов в воздухе или азоте.

Генераторы применяется в комплекте

- с рабочими эталонами 1-го и 2-го разрядов - стандартными образцами состава: газовыми смесями в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92;

- с рабочими эталонами 1-го разряда - источниками микропотоков газов и паров по ИБЯЛ. 418319.013 ТУ.

Описание

Принцип действия генераторов по каналу динамического разбавления заключается в смешении потоков исходного газа и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. В качестве исходного газа используются газовые смеси в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92. Генераторы обеспечивают приготовление газовых смесей с возможностью одновременного использования от одного до шести баллонов.

Принцип действия генераторов по термодиффузионному каналу заключается в смешении потоков исходного газа, находящегося в термостате с контролируемой температурой, и газа-разбавителя, расход которого регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. В качестве исходного газа используются ИМ, представляющие собой ампулу с проницаемой стенкой, заполненную жидкостью или сжиженным газом. При заданной температуре вещество диффундирует через стенку ампулы в поток газа-разбавителя с постоянной скоростью, характеризующейся производительностью источника.

Для получения ПГС озона в воздухе в генераторе используется встроенное устройство для получения озона из кислорода воздуха при воздействии УФ-излучения. Содержание озона в газовой смеси на выходе генератора зависит от степени интенсивности источника УФ-излучения - ртутной лампы.

От генератора или от внешнего источника озона ГС поступает на фотометр. Через кювету фотометра поочередно пропускается ГС озона и ПНГ. Приемник фотометра последовательно регистрирует интенсивность УФ-излучения, прошедшего через кювету с ГС (I) и ПНГ (I0). Концентрация озона в ГС пропорциональна поглощению УФ-излучения прошедшего через кювету с ГС (в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера).

Принцип титрования в газовой фазе (преобразования NO в NO2) основан на реакции взаимодействия оксида азота (NO) с озоном, поступающим от генератора. Содержание NO2, в получаемой на выходе генератора ГС, пропорционально содержанию озона.

В качестве газа-разбавителя используются поверочные нулевые газы (ПНГ) - азот или очищенный воздух, указанные в примечании в таблице 2.

Генератор осуществляет приготовление поверочных газовых смесей (ПГС) с заданным содержанием следующих компонентов: NO, NO2, SO2, CO, CO2, О3, а также H2S, NH3, CH4 (углеводороды) и других компонентов по согласованию с фирмой.

Конструктивно генераторы выполнены в одном блоке, в состав которого входят газовая система и устройство управления.

Генераторы имеют 2 модификации в зависимости от количества каналов приготовления ПГС:

- модификация MGC101 имеет три канала: динамического разбавления, термодиффузионный и титрования в газовой фазе (преобразования NO в NO2);

- модификация MGC101P (с опцией UV Photometer) имеет четыре канала - добавляется канал озона, который имеет фотометрический блок для измерений получаемой концентрации озона.

Генераторы могут работать в автоматическом или ручном режимах. В автоматическом режиме задается содержание компонента в ПГС и микропроцессор рассчитывает необходимый расход газов. В ручном режиме требуемые расходы газов вводятся оператором с дисплея, расположенного на передней панели генераторов.

При помощи меню, отображаемого на дисплее генераторов, можно выбрать канал (компонент), задать необходимую концентрацию компонента в ГС и расход, ввести значение концентрации в исходной ГС, а также получить фактическое значение концентрации и расхода.

Генераторы имеют следующие выходные сигналы:

- показания цифрового дисплея;

- аналоговые выходы по току (0-20, 4-20) мА и по напряжению (0-1, 0-5, 0-10, 0-100) В;

- цифровой выход RS-232 или RS-485.

Внешний вид генераторов приведен на рисунке 1.

Рис.1. Внешний вид генераторов MGC101

Программное обеспечение

Генераторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное фирмой-изготовителем.

Программное обеспечение осуществляет функции:

- режим концентрации (CONC), позволяет смешивать газы, задавая желаемую концентрацию на выходе для поверочного (калибровочного газа)

- режим фотометра PHOTO, позволяет анализировать концентрацию озона от внешнего источника (только для модели MGC101P)

- режим расхода FLOW, предназначен для установления расхода (объема потока)

- режим установки GASES на определенный тип газа, позволяет идентифицировать 20 газов разрешенных для (многокомпонентных) баллонов

- режим программирования PROG позволяет формировать последовательность установки режима концентрации и программировать эти последовательности для прогона в повторном графике

- режим приоритетов PREFS позволяет устанавливать различные пользовательские опции

- системный режим SYSTEM используется для ввода, просмотра и редактирования информации по калибровке для различных устройств системы

- режим дистанционного управления REMOTE, коммуникационный стандартный последовательный интерфейс RS232

- режим проверки на герметичность TEST LEAK для модели MGC101P

- режим INFO на дисплее отображается номер модели, версия программного обеспечения и заводской номер системы

Программное обеспечение идентифицируется при помощи сервисного меню.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Влияние программного обеспечения газоанализатора учтено при нормировании метрологических характеристик.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики

1. Метрологические характеристики генераторов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Примечания:

1) Пределы допускаемой относительной погрешности разбавительного канала установлены при следующих условиях:

- при использовании исходных ГС - стандартных образцов состава газовых смесей в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92:

NO, NO2, SO2, H2S, NH3 в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации не более ± 4 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об.);

СО, CO2 и СН4 в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации не более      ± 3 %,

объемная доля углеводородов в исходной ГС не должна превышать 50 % НКПР ( нижний концентрационный предел распространения пламени), значения которых приведены в ГОСТ Р 52136-2003;

- при использовании в качестве газа-разбавителя:

а) очищенного воздуха от генератора нулевого воздуха ZAG мод. ZAG7001 (фирма Environnement s.a) или эталона сравнения — синтетического воздуха по ГОСТ 8.578-2008 для следующих диапазонов:

О3, NO, NO2, NH3, SO2, H2S в диапазоне до 1 млн-1;

СН4, СО в диапазоне до 10 млн-1;

б) очищенного воздуха от генераторов чистого воздуха, внесенных в Госреестр СИ РФ, воздуха по ТУ 6-21-5-82, азота газообразного особой частоты по ГОСТ 9293-74 для остальных диапазонов (кроме CO2).

в) очищенного воздуха, полученного от генератора чистого воздуха, с содержанием CO2 не более 1 млн-1, или азота газообразного особой чистоты по ГОСТ 9293-74 ( для CO2).

ХГР и ХГС - нормированное содержание компонента в газе-разбавителе и содержание компонента, подлежащее воспроизведению, соответственно, млн-1.

2) Пределы допускаемой относительной погрешности термодиффузионного канала установлены при следующих условиях:

- при использовании источников микропотоков ИМ по ИБЯЛ.418319.013 ТУ-2001 с производительностью > 1 мкг/мин;

- при использовании в качестве газа-разбавителя

а) очищенного воздуха от генератора нулевого воздуха ZAG мод. ZAG7001 (фирма Environnement s.a) или эталона сравнения — синтетического воздуха по ГОСТ 8.578-2008 для NO2, NH3, SO2, H2S в диапазоне до 1 млн-1;

б) для остальных диапазонов используется газ-разбавитель - очищенный воздух, полученный при помощи генератора чистого воздуха, или по ТУ 6-21-5-82, азот газообразный особой частоты по ГОСТ 9293-74.

3) Дополнительная опция.

4 Время непрерывной работы, ч, не менее                                 8

5 Время прогрева, ч, не более                                               2

6 Габаритные размеры, мм, не более

Длина: 635

Ширина: 485

Высота: 180

7 Масса, кг, не более

8 Потребляемая мощность, В •А, не более

9 Питание генераторов осуществляется от сети переменного тока напряжением (230±23) В с частотой (50±1).

10 Средняя наработка на отказ, ч

11 Средний срок служб, лет, не менее

12 Условия эксплуатации:

- температура окружающей воздуха: от 15 до 25 оС;

- относительная влажность: от 45 до 80 %;

- атмосферное давление: от 84 до 106,7 кПа.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на корпус генераторов и на титульный лист Руководства по эксплуатации.

Комплектность

В комплект поставки генераторов входит:

1. Рабочий эталон 1-го разряда - генератор газовых смесей MGC101            1 шт.

2. Руководство по эксплуатации (с дополнением)                            1 экз.

3. Методика поверки МП-242-1270-2012                                   1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1270-2012 «Рабочие эталоны 1-го разряда - генераторы газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 24 августа 2012 г.

Основные средства поверки

- Государственный первичный эталон единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;

- эталоны сравнения - газовые смеси в баллонах под давлением и источники микропотоков газов и паров с содержанием определяемых компонентов по ГОСТ 8.578-2008.

Сведения о методах измерений

методика измерений приведена в документе «Рабочие эталоны 1-го разряда - генераторы газовых смесей MGC101 модификаций MGC101, MGC101P. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

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

2 Техническая документация фирмы - изготовителя.

Рекомендации к применению

единицы величин, эталоны единиц величин, средства измерений, к которым установлены обязательные требования.