Газоанализатор AMA i 60 R2 EGR

Назначение

Газоанализатор AMA i 60 R2 EGR предназначен для непрерывных измерений объемной доли оксида и диоксида углерода, суммы углеводородов, метана, кислорода и оксидов азота в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания.

Описание

Газоанализатор AMA i 60 R2 EGR (далее - газоанализатор) является стационарным автоматическим многоканальным прибором непрерывного действия.

В состав газоанализатора входят:

- анализатор углеводородов AVL Cutter FID i60 HHD, реализующий пламенноионизационный (FID) метод измерений;

- анализатор оксидов азота AVL CLD i60 HH SLQ, реализующий хемилюминесцентный (CLD)метод измерений;

- анализатор диоксида углерода AVL IRD i60 CO2H, реализующий инфракрасный (IRD) метод измерений;

- анализатор оксида углерода, диоксида углерода и кислорода AVL Combi i60 CO2/COL/O2, метод измерений по измерительным каналам CO и CO2 - инфракрасный (IRD), по измерительному каналу O2 - парамагнитный (PMD);

- блок пробоотбора и пробоподготовки AVL GPU i60 Sll;

- блок питания AVL PDU i60;

- газовый делитель AVL iCal GNU 63;

- модуль токовых выходов AVL Analogbox i60;

- процессорный модуль в составе промышленного компьютера с операционной системой Windows 7. Процессорный модуль оснащен 17-ти дюймовым монитором с сенсорным экраном, встроенного в переднюю дверь газоанализатора, и панелью с клавиатурой;

- подогреваемая линия с зондом, фильтры очистки от механических примесей, фильтр-влагоотделитель и фильтр тонкой очистки от аэрозолей.

Пламенно-ионизационный принцип действия заключается в измерении ионизационного тока, возникающего при попадании углеводородов в водородное пламя. Значение ионизационного тока пропорционально общему содержанию углеводородов в анализируемой газовой смеси. Цикл измерения пламенно-ионизационного анализатора организован так, что часть анализируемой среды подается непосредственно в пламенно-ионизационный детектор и производится измерение общего содержания углеводородов, а часть - через каталитический конвертер, в котором проходит окисление углеводородов за исключением метана и далее на пламенно-ионизационный детектор.

Инфракрасный принцип действия основан на избирательном поглощении инфракрасного излучения молекулами, имеющими ковалентную связь. Поток инфракрасного света проходит через оптические фильтры, пропускающие для каждого из определяемых компонентов излучение с определенной длиной волны, после чего поступает в измерительную ячейку с анализируемой газовой смесью. В измерительной ячейке поток инфракрасного излучения ослабляется за счет его поглощения молекулами определяемого компонента. Ослабление потока пропорционально содержанию определяемого компонента.

Парамагнитный принцип действия основан на зависимости парамагнитных свойств кислорода от температуры. Соприкасаясь с нагретым чувствительным элементом, парамагнитный газ нагревается, частично теряет при этом магнитные свойства и выталкивается из магнитного поля более холодным газом. Конвективные потоки, возникающие вокруг чувствительного элемента, приводят к его охлаждению. Изменение сопротивления чувствительного элемента пропорционально объемной доле кислорода в анализируемой газовой смеси.

Хемилюминесцентный принцип действия основан на эмиссии света молекулами диоксида азота при переходе из возбужденного состояния на нижний энергетический уровень. Хемилюминесцентный анализатор снабжен встроенным генератором озона для окисления молекул NO озоном до NO2.

Элементы газоанализатора размещаются в шкафу газоанализатора. Шкаф газоанализатора оснащен системой вентиляции и освещения.

Передача измерительной информации от анализаторов к процессорному модулю осуществляется в цифровой форме при помощи интерфейса CAN bus.

Газоанализатор выполняет следующие основные функции:

- принудительный отбор пробы отработавших газов;

- очистка пробы от загрязнений и подготовка пробы к анализу в соответствии со спецификацией газоанализатора;

- транспортировка пробы с помощью подогреваемой линии с автоматическим контролем температуры;

- измерение объемной доли определяемых компонентов в отобранной пробе.

Результаты измерений от всех измерительных каналов передаются на процессорный модуль. Основные функции процессорного модуля:

- настройка и проведение проверки работоспособности анализаторов;

- сбор, хранение и передача данных;

- формирование отчетов;

- управление работой анализаторов;

- отображение результатов измерений на 17-ти дюймовом мониторе.

Степень защиты газоанализатора от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 для элементов газоанализатора IP20.

Внешний вид шкафа газоанализатора приведен на рисунке 1. Пломбирование газоанализатора не предусмотрено.

Рисунок 1 - Внешний вид шкафа с элементами системы

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) газоанализатора AMA i 60 R2 EGR может быть разделено на два уровня:

- уровень встроенного ПО анализаторов (AVL Cutter FID i60 HHD, AVL CLD i60 HH SLQ, AVL IRD i60 CO2H, AVL Combi i60 CO2/COL/O2);

- уровень автономного ПО iGEM AMA (устанавливаемое в процессорный модуль).

Встроенное ПО анализаторов специально разработано изготовителем и обеспечивает измерение объемной доли определяемого компонента и передачу измерительной информации процессорному модулю. Встроенное программное обеспечение устанавливается в энергонезависимую память анализаторов на заводе-изготовителе и модификации в процессе эксплуатации не подлежит.

Автономное ПО iGEM AMA обеспечивает выполнение следующих функций:

- расчет результатов определяемых компонентов по значениям цифрового сигнала;

- отображение текущих результатов измерений и просмотр архива;

- проведение настройки и проверки работоспособности анализаторов;

- сбор, хранение и передача данных;

- формирование отчетов;

- управление работой анализаторов.

ПО iGEM AMA является метрологически значимым.

Идентификация встроенного ПО анализаторов и ПО iGEM AMA осуществляется по запросу пользователя через меню ПО iGEM AMA

Идентификационные данные ПО системы приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО iGEM AMA

Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО анализаторов

Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик газоанализатора.

Программное обеспечение iGEM AMA имеет защиту от несанкционированного доступа и оперирования, защита осуществляется путем запроса пароля у пользователя.

Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077—2014.

Технические характеристики

Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности газоанализатора приведены в таблице 3.

Таблица 3

Примечания:

1) - погрешность приведена к разности между верхней и нижней границам диапазонов измерений;

2) - суммарное содержание углеводородов в пересчете на пропан (C3H8)

Прочие метрологические и технические характеристики газоанализатора приведены в таблице 4.

Таблица 4

Знак утверждения типа

наносится на табличку, закрепленную на дверце шкафа газоанализатора, и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.

Комплектность

Комплект поставки газоанализатора приведен в таблице 5.

Таблица 5

Поверка

осуществляется по документу МП-242-2024-2016 "Газоанализатор AMA i 60 R2 EGR. Методика

поверки", утвержденному ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" 30 июня 2016 г.

Основные средства поверки:

- стандартные образцы состава газовые смеси (ГСО №№ 10540-2014, 10331-2013, 10241-2013, 10531-2014, 10253-2013) в баллонах под давлением.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

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

ГОСТ 31967-2012 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных

веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения

ГОСТ 8.578-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

Техническая документация фирмы «AVL Emission Test Systems GmbH».