Генераторы газовых смесей - рабочие эталоны 1-го разряда T700, 700Е, Т700U, 700ЕU, Т700Н, T703, 703Е, Т703U, 702, Т750

Назначение

Генераторы газовых смесей моделей T700, 700Е, Т700Ц 700ЕЦ, Т700Н, T703, 703Е, Т703И, 702, Т750 - рабочие эталоны 1-го разряда (далее - генераторы) предназначены для воспроизведения единицы объемной доли (массовой концентрации) определяемых компонентов, приведенных в таблице 2, и ее передачи рабочим средствам измерений в соответствии с ГОСТ 8.578-2008 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».

Описание

Принцип действия генераторов заключается в смешении потоков исходного газа от различных источников и газа-разбавителя.

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 стандартные образцы состава - газовые смеси в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92. Генераторы обеспечивают приготовление газовых смесей с возможностью одновременного использования от одного до четырех 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 источники микропотоков ИМ газов и паров по ИБЯЛ. 418319.013 ТУ, 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 встроенный генератор озона, в котором озон образуется из кислорода воздуха под воздействием УФ-излучения ртутной лампы низкого давления. Содержание озона в газовой смеси на выходе генератора зависит от степени интенсивности излучения ртутной лампы. Интенсивность УФ лампы может регулироваться тремя способами:

-    вручную, путем задания напряжения на лампе;

-    автоматически с использованием встроенного фотодиода. В этом случае интенсивность лампы устанавливается по сигналу фотодиода в соответствии с таблицей зависимости объемной доли озона от сигнала фотодиода, находящейся в памяти прибора.

-    автоматически, с помощью встроенного в генератор фотометра. В этом случае интенсивность лампы генератора озона регулируется по показаниям встроенного фотометра.

Встроенный фотометр измеряет содержание озона на выходе генератора или в смеси, подаваемой от внешнего источника. Через кювету фотометра поочередно пропускается ГС озона и поверочный нулевой газ (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 озона. Содержание NO2, в получаемой на выходе генератора ГС, пропорционально содержанию озона.

В качестве газа-разбавителя используются поверочные нулевые газы (ПНГ) - азот по ГОСТ 9293-74 или очищенный воздух (по ТУ 6- 21-5-82 или от генератора нулевого воздуха).

Генераторы осуществляют приготовление ПГС с заданным содержанием следующих компонентов: NO, NO2, N2O, NH3, SO2, H2S, CO, CO2, O2, О3, C3H8, CH4.

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

Модели генераторов приведены в таблице 1:

Таблица 1.

Все модели «Т» генераторов оборудованы сенсорным дисплеем, который предназначен для контроля и управления прибором. Другие модели генераторов имеют электролюминесцентный дисплей для отображения информации и кнопки для управления прибором.

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 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 напряжению (0-0.1, 0-1, 0-5, 0-10) В;

-    цифровой выход RS-232 (rS-232 Multidrop, RS-485, COMM-порт - опции), Ethernet,

USB.

Генераторы серии T имеют интерфейсы удаленной связи (Ethernet, USB, RS-232, RS-232 Multidrop, RS-485).

Внешний вид генераторов приведен на рисунках 1 - 4.

Рисунок 3 - Внешний вид генераторов модели 702 Рисунок 4 - Внешний вид генераторов модели Т750

Программное обеспечение

Генераторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное фирмой-изготовителем.

Программное обеспечение осуществляет функции:

-    расчет, задание и поддержание объемной доли компонента на выходе генератора,

-    отображение информации на дисплее генератора;

-    обеспечение функционирования узлов и элементов генератора;

-    передачу информации по интерфейсу связи с ПК;

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

-    контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);

-    контроль внешней связи (Ethernet, USB, RS-232, RS-232 Multidrop, RS-485).

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных

изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Влияние программного обеспечения генератора учтено при нормировании метрологических характеристик.

Технические характеристики

1. Метрологические характеристики генераторов приведены в таблице 3. Таблица 3.

Титрование в газовой фазе

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, N2O, NR}, SO2, H2S в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации не более ± 4 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об.);

СО, СН4, С3Н8, CO2, в азоте (воздухе), О2 в азоте с относительной погрешностью аттестации не более ± 3 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об.), 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 генераторов нулевого воздуха моделей 701, 701Н, Т701, Т701Н, 751, 751Н -рабочих эталонов 1-го разряда (фирма «Teledyne Advanced Pollution Instrumentation», США) или эталона сравнения — синтетического воздуха по ГОСТ 8.578-2008 для следующих диапазонов:

О3, NO, NO2, ЭДН3, SO2, H2S в диапазоне до 1 млн-1;

СН4, С3Н8, СО, N2O в диапазоне до 10 млн-1;

б)    очищенного воздуха от генераторов чистого воздуха, внесенных в Г осреестр СИ РФ, воздуха по ТУ 6-21-5-82, азота газообразного особой частоты по ГОСТ 9293-74 для остальных диапазонов (кроме CO2 и O2);

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);

г)    азота газообразного особой чистоты марки 5.8 по ТУ 2114-007-53373468-2008 (для O2).

2)    ХГр и ХГс - нормированное содержание компонента в газе-разбавителе и содержание компонента, подлежащее воспроизведению, соответственно, млн-1.

3)    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 генераторов нулевого воздуха моделей 701, 701Н, Т701, Т701Н, 751, 751Н -рабочих эталонов 1-го разряда (фирма «Teledyne Advanced Pollution Instrumentation», США) или эталона сравнения — синтетического воздуха по ГОСТ 8.578-2008 для NO2, N^, 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 чистоты по ГОСТ 9293-74.

** При условии введения в рассчитанное значение концентрации поправки, равной 0,00025 ppb._

2    Диапазоны расходов газа-разбавителя, дм /мин от 0,5 до 5, от 1 до 10, от 2 до 20

3    Пределы допускаемой относительной погрешности установления

расхода газа-разбавителя, %    ± 2

4    Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания

расхода газа-разбавителя в течение 2 ч непрерывной работы, %    ± 1

5 Канал динамического разбавления.

5.1    Диапазон коэффициентов разбавления    от 5 до 2000 Примечание: Конкретные значения диапазона коэффициента разбавления приведены в паспорте на генератор.

5.2    Пределы допускаемой относительной погрешности

коэффициента разбавления, %    ± 3

5.3    Диапазоны расходов исходной ГС, см /мин    от 5 до 50, от 10 до 100, от 20 до 200

5.4    Пределы допускаемой относительной погрешности установления расхода исходной ГС, %    ± 2

5.5    Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания расхода исходной ГС в течение 2 ч непрерывной работы, %    ± 1

6    Термодиффузионный канал.

6.1    Диапазон значений температуры в термостате, оС

от 30 до 50

± 0,2

± 0,1 100

45

12

6.2    Пределы допускаемой абсолютной погрешности установления температуры в термостате, С

6.3    Пределы допускаемой абсолютной погрешности поддержания температуры в термостате в течение 2 ч непрерывной работы, оС

3

6.4    Объемный расход на входе печки, см /мин

6.5    Габаритные размеры источников микропотоков, мм, не более

Длина проницаемого сосуда:

Наружный диаметр проницаемого сосуда:

7    Диапазон объемной доли озона в ПГС, получаемых с помощью встроенного генератора озона, приведен в таблице 4.

Таблица 4.

8    Время непрерывной работы, ч, не менее    8

9    Время прогрева генератора, мин, не более:    30 Время прогрева термодиффузионного канала, ч, не менее 2

10    Габаритные размеры, масса и потребляемая мощность приведены в таблице 5

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

12    Средняя наработка на отказ, ч    10000

13    Средний срок служб, лет, не менее    8

14    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 генератора и на титульный лист Руководства по эксплуатации.

Комплектность средств измерений

В комплект поставки генераторов входят:

1    Г енераторы газовых смесей моделей T700, 700Е, Т700Ц 700ЕЦ, Т700Н, Т703Ц 703EU, 702, 702H, Т751 - рабочий эталон 1-го разряда    1 шт.

2    Руководство по эксплуатации (с дополнением)    1 экз.

3    Методика поверки МП-242-1677-2013    1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1677-2013 «Генераторы газовых смесей моделей T700, 700Е, Т700Ц 700ЕЦ, Т700Н, T703, 703Е, Т703Ц 702, Т750 - рабочие эталоны 1-го разряда. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «20» декабря 2013 г. Основные средства поверки:

-    комплексы, входящие в состав Государственного первичного эталона 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 «Генераторы газовых смесей моделей T700, 700Е, Т700Ц 700ЕЦ Т700Н, T703, 703Е, Т703Ц 702, Т750 - рабочие эталоны 1-го разряда. Руководство по эксплуатации».

Лист № 9 всего листов 9

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к генераторам газовых смесей моделей T700, 700Е, Т700Ц, 700ЕЦ, Т700Н, T703, 703Е, Т703Ц, 702, Т750 - рабочим эталонам 1-го разряда

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

оказание услуг по обеспечению единства измерений.