Анализаторы зольности конвейерные CoalScan мод. 2100

Назначение

Анализаторы зольности конвейерные CoalScan мод. 2100 (далее - анализаторы) предназначены для измерения массовой доли золы (зольности) твердого топлива (угля, кокса, торфа и их смесей, далее - топлива) в режиме реального времени при его транспортировке по конвейеру.

Описание

Принцип работы анализаторов CoalScan, измеряющих зольность твердого топлива, основан на ослаблении потока гамма-частиц от радиоактивных источников при взаимодействии с химическими элементами, входящими в состав анализируемого материала. Для определения содержания золы в топливе применяются два радиоактивных источника, направленные пере-пендикулярно потоку, движущемуся по конвейеру. Один из них - высокоэнергетический (цезий Cs 137), другой - низкоэнергетический (америций Am 241). Степень поглощения гамма-лучей низкой энергии связана как с содержанием золы, так и с высотой слоя топлива на конвейере. Поглощение гамма-лучей высокой энергии зависит только от высоты слоя топлива на конвейере. Учитывая результаты измерения энергии гамма-лучей высокой энергии для компенсации высоты слоя топлива, движущегося по конвейеру, получают величину, характеризующую его зольность.

Анализаторы зольности CoalScan 2100 имеют возможность коммуникации с другими продуктами фирмы Scantech - поточными анализаторами влажности серии TBM, использующими микроволновый принцип измерений влажности сыпучих материалов. В коммуникационном режиме объединенные измерительные системы приборов позволяют проводить одновременные измерения как зольности, так и влажности твердого топлива в режиме реального времени.

Рис. 1 Внешний вид анализаторов CoalScan

Анализатор CoalScan представляет собой полностью автоматическую систему. Прибор состоит из двух основных компонентов - С-образной рамы и шкафа управления (см. рис. 2).

Верхний корпус включает

- Детектор

- Подсирев детектора

- Циф|ЮНИЙ fill ок

G-оЭраэная рама

Корпус* источника. и к. почал механизм шторки источника

Поддержка

РИНЫ .4 1!1 обслужиианнн

Рис. 2 Устройство анализаторов CoalScan

На С-образной раме расположена измерительная система - блок гамма-источников и блок детектирования.

Нижняя часть С-образной рамы содержит источники гамма-излучения. Оба источника экранированы и заключены в капсулы из нержавеющей стали. Небольшой параллельный пучок излучения испускается через окно в верхней части корпуса. Он направлен на детектор в верхней части С-образной рамы. Корпуса источников соответствует международным правилам радиационной безопасности, устойчивы к огню и коррозии.

Блок детектирования в верхней части С-образной рамы содержит сцинтилляционный счетчик и электронику для детектирования уровня сигнала. Эти компоненты преобразуют полученные гамма-лучи в цифровые сигналы, которые передаются в компьютер, находящийся в шкафу управления. Усилитель системы детектирования чувствителен к температуре окружающей среды, поэтому блок детекции снабжен системой автоматического термостатирования, поддерживающей внутри блока постоянную температуру 40 ± 2°С.

Шкаф управления выполнен из нержавеющей стали, соответствует классу IP66 и герметичен от попадания пыли и влаги. В стандартной конфигурации CoalScan шкаф управления закрепляется прямо на C-образной раме. Шкаф управления содержит: промышленный управляющий компьютер, источник бесперебойного питания, интерфейсные модули ввода/вывода данных, и электрические выключатели различных систем прибора. Опционально шкаф управления может содержать: модем для удаленного доступа к промышленному компьютеру, систему отображения данных (текстовый дисплей). Шкаф управления не содержит компонентов, работа которых была бы зависима от температурных условий окружающей среды.

Промышленный компьютер, находящийся в шкафу управления, обеспечивает прием данных от блока детекции, преобразование их в необходимую форму и диапазон, обработку, анализ, хранение полученных результатов, а также управление входными/выходными сигналами. Питание электроники блока управления осуществляется от источника бесперебойного питания, чем обеспечивается независимость работы электронных компонентов от внешней электрической сети, сведение к минимуму влияния помех внешней сети, сохранность результатов измерений.

Для проведения одновременных измерений зольности и влажности твердого топлива возможна коммуникация управляющего компьютера CoalScan 2100 с управляющим компьютером анализаторов серии TBM (при параллельной работе CoalScan и TBM на одном конвейере). Также возможна работа управляющего компьютера CoalScan 2100 с дополнительными отдельными микроволновыми датчиками TBM, устанавливающимися на С-образную раму вместе с источником и детектором радиоактивного излучения.

Программное обеспечение

Программное обеспечение анализаторов CoalScan мод. 2100 выполняет функции сбора, обработки, представления, хранения и передачи измерительной информации, управляет режимами работы анализаторов, осуществляет непрерывный контроль параметров.

Базовое программное обеспечение анализаторов CoalScan устанавливается на управляющем промышленном компьютере, расположенном в шкафу управления анализатором. Базовое программное обеспечение является неотъемлемой частью прибора, обеспечивающей его работоспособность. Оно осуществляет обработку, хранение и передачу измерительной информации по протоколу Modbus, по Ethernet или по оптоволоконному соединению на АСУ производства, либо в систему обработки данных superSCAN (поставляется опционально);

Разделение ПО с выделением метрологически значимой части не предусмотрено (все ПО считается метрологически значимым).

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения анализаторов CoalScan

Примечания:

1) - номер ПО не ниже указанного в таблице (кроме случаев обновления ПО, официально подтвержденного Изготовителем);

2) - доступ к операционной системе промышленного управляющего компьютера (включая доступ к его файловой системе для вычисления контрольной суммы модулей ПО) возможен только Изготовителем.

Уровень защиты ПО и измерительной информации от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с п. 4.5 документа Р 50.2.077-2014 соответствует уровню «средний».

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики анализаторов CoalScan мод. 2100 представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики анализаторов CoalScan мод. 2100:

* - размер максимальных отдельных кусков (частиц) топлива. За размер максимальных кусков сортового топлива принимают верхний предел крупности данного сорта;

** - кроме прямого пучка радиоактивного излучения, направленного через анализируемый материал.

Знак утверждения типа

наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на лицевую поверхность корпуса шкафа управления анализатором в виде наклейки.

Комплектность

Основной комплект поставки анализаторов зольности конвейерных CoalScan мод. 2100 включает:

- анализатор зольности конвейерный CoalScan мод. 2100;

- руководство по эксплуатации;

- методику поверки МП 2414-0060-2015;

- емкости для размещения образцов топлива при проведении калибровки/поверки;

- комплект запасных частей и принадлежностей;

- упаковочную тару.

Поверка

осуществляется по документу МП 2414-0060-2015 «Анализаторы зольности конвейерные CoalScan мод. 2100. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 27 марта 2015 г.

Основные средства поверки:

- пробы топлива с известными значениями зольности*;

- весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,1 мг.

* - опорное значение зольности проб топлива устанавливается в ходе анализа по методике, изложенной в ГОСТ 11022-95. Отбор проб с конвейера и подготовка их к проведению лабораторного анализа проводится по методике, изложенной в ГОСТ 10742-71.

Сведения о методах измерений

ГОСТ 10742-71 «Угли бурые, каменные, антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний»;

ГОСТ 11022-95 «Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности»;

ГОСТ 11055-78 «Угли бурые, каменные и антрацит. Радиационные методы определения зольности»;

«Анализаторы зольности CoalScan мод. 2100. Руководство по эксплуатации (версия 8)».

Нормативные документы

ГОСТ 11055-78 «Угли бурые, каменные и антрацит. Радиационные методы определения зольности»;

ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия»;

ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия»;

СанПиН 2.6.1.1015-01 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации радиоизотопных приборов»;

Техническая документация фирмы-изготовителя.