Газоанализаторы Drager X-am 7000

Назначение

Газоанализаторы Drager X-am 7000 предназначены для измерения объемной доли кислорода, диоксида углерода, вредных газов и довзрывоопасных концентраций горючих газов в воздушных средах.

Описание

Принцип действия газоанализаторов 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 сенсора 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.

Фотоионизационый метод заключается в ионизации молекул органических и неорганических веществ фотонами высокой энергии, образующиеся электроны и ионы собираются на электродах, к которым приложено напряжение. Ток ионизации, величина которого

пропорциональна содержанию в воздухе молекул анализируемого вещества, преобразуется в электрический сигнал.

Газоанализаторы Drager X-am 7000 (далее - газоанализаторы) являются автоматическими портативными приборами непрерывного действия, обеспечивающими контроль содержания в воздухе компонентов, технические и метрологические характеристики которых приведены в таблицах 2 - 6.

Газоанализаторы состоят из корпуса, в котором могут быть установлены пять сменных сенсоров, микропроцессор и блок питания. Сенсоры, применяемые в приборе, основаны на различных принципах действия.

В состав газоанализатора Drager X-am 7000 могут входить: три электрохимических сенсора и два сенсора на выбор: оптический, термокаталитический, термокондуктометрический, фотоионизационый.

Сенсоры имеют следующее назначение:

- термокаталитические - для измерения довзрывоопасных концентраций горючих газов;

- оптические (IR) - для измерения довзрывоопасных концентраций горючих газов и диоксида углерода;

- электрохимические - для определения содержания кислорода, диоксида углерода и вредных газов;

- фотоионизационные - для определения содержания вредных газов при условии загазованности контролируемой воздушной среды источниками, выделяющими только один определяемый компонент;

- термокондуктометрический - для измерения объемной доли метана, этилен и пропана до 100 %.

Встроенный микропроцессор управляет всем процессом измерений и преобразует сигналы сенсоров в показания на дисплее. Дисплей прибора на жидких кристаллах одновременно индицирует 5 формул определяемых компонентов и их содержание в анализируемой газовой пробе.

На лицевой панели газоанализатора расположен матричный дисплей дисплей, 2 кнопки со стрелками для выбора нужного меню и контроля пароля, кнопка «ОК» для включения и выключения газоанализатора.

Газоанализаторы имеют установку двух регулируемых порогов срабатывания сигнализации с выдачей световой и звуковой сигнализации.

Способ подачи анализируемого газа - диффузионный или принудительный (прокачивание пробы с использованием насоса).

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

Маркировка взрывозащиты: PB Exdial X/1 Exdial IICT4 X.

Внешний вид газоанализатора представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид газоанализатора

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение, 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.

Таблица 1

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Технические характеристики

1 Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов Drager X-am 7000 приведены в таблицах 2, 3, 4, 5 и 6.

Таблица 2. Метрологические характеристики газоанализаторов Drager X-am 7000 по каналам с термокаталитическими сенсорами.

Примечания:

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

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

3 . Диапазон показаний довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров для термокаталитических сенсоров - (0 - 100) % НКПР.

4 Время установления показаний для термокаталитических сенсоров, не более: 30 с.

5 Время срабатывания сигнализации, с, не более: 15

Таблица 3. Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am 7000 по каналам с термокондуктометрическими сенсорами с верхним пределом измерений объемной доли газов до 100 %.

Таблица 4. Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am 7000 по каналам с электрохимическими сенсорами и оптическими сенсорами IR CO2, IR Ex.

Примечания:

1) ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. Пересчет значений объемной доли Х, млн-1, в массовую концентрацию С, мг/м3, проводят по формуле: С=Х-10—6-М/Ут, где С - массовая концентрация компонента, мг/м3; M - молярная масса компонента, г/моль; Vm - молярный объем газа-разбавителя -

Таблица 5. Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am 7000 по каналу c оптическим сенсором IR Ex 68 10 460.

Таблица 6. Метрологические характеристики газоанализатора Drager X-am 7000 по каналу

Примечания:

1) при условии наличия в анализируемом газе только одного определяемого компонента.

2) К - контроль ПДК воздуха рабочей зоны; А - контроль при аварийных ситуациях; В -

_______определение компонента в воздухе рабочей зоны (при отсутствии ПДК)._________________

2 Предел допускаемой вариации показаний в долях от пределов допускаемой основной погрешности: 0,5.

3 Предел допускаемого изменения выходного сигнала (показаний) при непрерывной работе (Д и), в долях от предела допускаемой основной погрешности:

Примечание: *При условии выполнения требований по техническому обслуживанию, приведенных в РЭ на газоанализатор.

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

Таблица 7.

5 Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения скорости потока анализируемой пробы в пределах от 0 до 6 м/с в долях от пределов допускаемой основной погрешности не превышает: ± 0,6.

6 Суммарная дополнительная погрешность от влияния содержания неизмеряемых компонентов в анализируемой газовой смеси (для электрохимических сенсоров), перечень которых указан в Руководстве по эксплуатации на газоанализатор X-am 7000, и содержание которых не более санитарных норм по ГОСТ 12.1.005, в долях от пределов допускаемой основной погрешности: 1,5.

7 Время работы газоанализаторов без подзарядки аккумуляторного блока питания: при эксплуатации с \1МН (3 А) блоком питания от 9 до 27 ч, с \1МН (6 А) блоком питания от 18 до 54 ч, при эксплуатации с блоком питания на щелочных батареях от 12 до 16 ч (в зависимости от количества сенсоров).

8 Габаритные размеры (с блоком питания), мм, не более: длина - 155, ширина - 142, высота - 74.

9 Масса, кг, не более:     0,6, с блоком питания, кг, не более: 1,33.

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

Срок службы сенсоров от 12 до 36 месяцев (60 месяцев - для оптических сенсоров).

11 Средняя наработка на отказ, не менее: 6000 ч (при доверительной вероятности Р=0,95).

12 Количество циклов при работе с одним аккумулятором, не менее: 400.

13 Условия эксплуатации*:

•   температура окружающей среды:

- от минус 20 оС до 60 оС для термокаталитических (термокондуктометрических), оптических и фотоионизационных сенсоров;

- от минус 20 оС до 50 оС для электрохимических сенсоров на цианистый водород, водород, фосфин (арсин), метилмеркаптан (этилмеркаптан), этанол (этилен, метанол);

- от минус 20 оС до 40 оС для электрохимического сенсора на фосген;

- от минус 20 оС до 55 оС для электрохимического сенсора на стирол;

- от 0 оС до 55 оС для электрохимического сенсора на кислород (XS ЕС О2 100);

- от минус 30 оС до 50 оС для остальных электрохимических сенсоров.

- от минус 20 оС до 60 оС для газоанализаторов с аккумуляторным блоком питания NiMH;

- от минус 20 оС до 40 оС для газоанализаторов с блоком питания на щелочных батареях.

• атмосферное давление от 700 до 1300 гПа;

• относительная влажность от 10 до 95 %;

• содержание неизмеряемых компонентов не должно превышать санитарные нормы

согласно ГОСТ 12.1.005.

Примечание: * указаны предельные значения. Конкретные значения для каждого сенсора приведены в его РЭ.

14 Количество регулируемых порогов срабатывания сигнализации: 2.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на заднюю панель газоанализатора в виде наклейки.

Комплектность

Комплектность поставки газоанализаторов Drager X-am-7000 представлена в таблице 8.

Таблица 8.

Поверка

осуществляется по документу МП 242-1434-2012 «Газоанализаторы Drager X-am-7000. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «19» ноября 2012 г.

Основные средства поверки:

- парофазные источники газовых смесей ПИГС по ТУ 4215-001-20810646-2010 (№ 44308 -10 в Госреестре СИ РФ);

- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК.418313.001 ТУ (№ 46598-11 в Госреестре СИ РФ) в комплекте со стандартными образцами - поверочными газовыми смесями (ГСО-ПГС) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92;

- рабочий эталон 1-го разряда - генератор газовых смесей ГГС модификаций ГГС-Т или ГГС-К по ШДЕК.418319.009 ТУ ( № 45189-10 в Госреестре СИ РФ) в комплекте с источниками микропотоков ИМ газов и паров по ИБЯЛ.418319.013 ТУ ( № 15075-08 в Госреестре РФ) или по ШДЕК 418319.008 ТУ;

- рабочий эталон 1-го разрядка - комплекс ГГП-1 ШДЕК.418313.500 РЭ (№ 48775-11 в Госреестре СИ РФ), для приготовления ГС предельных и ароматических углеводородов, спиртов, нефтепродуктов в воздухе (азоте);

- рабочий эталон 1-го разряда - комплекс динамический газосмесительный ДГК-В ( № 50724-12 в Госреестре СИ РФ) для приготовления ГС предельных углеводородов ряда C5 - С8, ароматических углеводородов, спиртов, кетонов, нефтепродуктов в воздухе (азоте);

- рабочий эталон 1-го разряда - калибратор газовых смесей модели 146i (озон) (№ 46818-11 в Госреестре СИ РФ);

- установка  газодинамическая  УВТ-Ф  для  получения  ПГС на основе PH3

(регистрационный № 60-А-89);

- установка  газодинамическая  УВТ-А  для  получения  ПГС на основе  AsH3

(регистрационный № 59-А-89);

- стенд испытательный гЯ.6433.00.00.000 ТО для получения ПГС на основе триэтиламина;

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

Допускается применять другие средства поверки, не приведенные в перечне, но обеспечивающие определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «Газоанализаторы Drager X-am 7000. Руководство по эксплуатации».

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 52350.29-1-2008 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.

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

7 Техническая документация фирмы-изготовителя на газоанализаторы Drager X-am 7000.

Рекомендации к применению

выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда, осуществление деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях.