Анализаторы газовые промышленные ГигроСкан

Назначение

Анализаторы газовые промышленные серии «ГигроСкан» (далее - анализаторы) предназначены для автоматических измерений температуры точки росы (ТТР) в газовых средах и расчета массовой концентрации влаги.

Описание

Анализаторы газовые промышленные серии «ГигроСкан» КС 50.590-000, основаны на сорбционно-емкостном методе измерения температуры точки росы. Измерения ТТР проводятся при рабочем давлении анализируемой среды. Расчет массовой концентрации влаги и пересчет ТТР на заданное значение давления производиться в соответствии с ГОСТ Р 53763-2009 «Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по воде», ГОСТ 20060-83 «Газы горючие природные. Методы определения содержания водяных паров и точки росы влаги».

Анализаторы имеют датчик температуры точки росы сорбционного типа. Сенсор влажности датчика состоит из трех слоев: пористого проводящего, активного адсорбирующего и еще одного проводящего и тем самым представляет собой миниатюрный конденсатор. Молекулы воды из анализируемого газа свободно проникают сквозь пористый проводящий слой в адсорбирующий. Молекулы воды обладают высоким дипольным моментом, поэтому их присутствие в адсорбирующем слое изменяет диэлектрическую проницаемость среды между обкладками конденсатора, тем самым изменяя ёмкость конденсатора. Это изменение прямо пропорционально содержанию (парциальному давлению) влаги, что позволяет проводить количественное определение содержания паров воды в газе.

Анализаторы различаются конструктивными исполнениями: стационарные, переносные и исполнение «трансмиттер». Анализаторы включают в себя аналитический блок и блок электроники . В состав аналитического блока входит измерительная ячейка, состоящая из преобразователей (датчиков) влажности, температуры, давления (в зависимости от исполнения) и платы первичного преобразования. Блок электроники обеспечивает вычисление температуры точки росы, в том числе пересчет ТТР на контрактное значение давления и вычисление массовой концентрации влаги, хранение и передачу данных системам управления, вывод результатов измерения на дисплей (в зависимости от исполнения).

Анализатор в исполнении КС 50.591-000, анализатор газовый промышленный взрывозащищенный (стационарный) «ГигроСкан-С», выполнен в виде единого блока, в котором все части анализатора заключены во взрывозащищенную оболочку вида «Ex d». Общий вид анализатора и схема пломбировки от несанкционированного доступа представлен на рисунке 1. Анализатор предназначен для непрерывной работы в автоматическом режиме. Результаты измерения отображаются на встроенном дисплее и могут передаваться внешним устройствам посредством интерфейсов связи. При этом в памяти анализатора сохраняется архив результатов измерений, журнал событий и вмешательств. Анализатор может быть опционально оборудован встроенным селектором потоков с электромагнитными клапанами, позволяющим проводить попеременный анализ 2-х газовых потоков на одном приборе. Анализатор может подключаться к ПК с установленным ПО «X-Метр» с помощью интерфейсов RS 232/485 и Ethernet, а также передавать результаты измерения и текущие параметры внешним устройствам с помощью RS 232/485 и Ethernet по протоколам Modbus RTU и Modbus TCP/IP, с помощью аналогового интерфейса 4 - 20 мА. Анализатор может быть дополнительно укомплектован GSM или GPRS модемом для беспроводной передачи данных.

Анализатор в исполнении КС 50.592-000, анализатор переносной взрывозащищенный «ГигроСкан-П» представляет собой портативный прибор с автономным питанием, размещенный в пластиковом литом корпусе с ручкой для переноски (чемодане), и обладает взрывозащитой вида «Ex d mb». Общий вид анализатора и схема пломбировки от несанкционированного доступа представлен на рисунке 2. Анализатор предназначен для периодического контроля температуры точки росы и массовой концентрации влаги в точках отбора пробы газа. Подключение анализатора к точкам отбора пробы, подача и перекрывание потока газа производятся вручную. Анализатор обеспечивает проведение измерений, вывод на дисплей и сохранение результатов измерений. При этом для работы переносного анализатора не требуется его подключение к внешнему ПК. Анализатор может отображать на дисплее и передавать на внешний ПК с установленным ПО «X-Метр» сохраненные результаты измерения с помощью интерфейса связи RS 232.

Анализатор в исполнении «ГигроСкан-Т», анализатор газовый промышленный взрывозащищенный в исполнении «трансмиттер», выпускается в следующих модификациях: «ГигроСкан-Т PRO» КС 50.593-000; «ГигроСкан-Т Light» КС 50.594-000; «ГигроСкан-Т Micro» КС 50.595-000. Общий вид анализаторов и схема пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунке 3. Трансмиттеры представляют собой компактные взрывозащищенные анализаторы и устанавливаются стационарно во взрывоопасной зоне вблизи точки отбора пробы после системы подготовки пробы со сбросом на свечу, либо монтируется на трубу по схеме «закрытый байпас» с возвратом анализируемого газа, протекающего через анализатор, обратно в трубопровод. Трансмиттеры предназначены для непрерывной работы в автоматическом режиме, производят измерение температуры точки росы и массовой концентрации влаги анализируемого газа и, при наличии датчика давления (кроме модели «ГигроСкан-Т Micro» 50.595-000), осуществляют пересчет ТТР на требуемое значение давления. Трансмиттеры могут подключаться к внешнему блоку контроллера или напрямую в систему автоматического управления и передавать текущие результаты измерения по интерфейсу RS485 и/или 4-20 мА. При этом не ведутся архивы результатов измерения, а также журнал событий и вмешательств. Трансмиттеры рассчитаны на анализ одного потока газа.

Анализатор в исполнении «ГигроСкан-Т PRO» КС 50.593-000 представляет собой исполнение промышленного анализатора, состоящего из двух оболочек вида «Ex d». В одной оболочке размещается блок электроники, оборудованный дисплеем и кнопкой управления анализатором, в другой - аналитический блок с измерительной ячейкой. Анализатор может быть дополнительно оборудован внешним электромагнитным клапаном для реализации периодического режима измерения для экономии анализируемого газа.

Анализатор в исполнении «ГигроСкан-Т Light» КС 50.594-000 представляет собой исполнение промышленного анализатора, состоящего из двух оболочек вида «Ex d». В одной оболочке размещается блок электроники без дисплея и органов управления, в другой -аналитический блок с измерительной ячейкой.

Анализатор в исполнении «ГигроСкан-Т Micro» КС 50.595-000 представляет собой исполнение промышленного анализатора, состоящего из одной компактной оболочки вида «Ex d», содержащей блок электроники без дисплея и органов управления и аналитический блок с измерительной ячейкой. Датчик давления в измерительную ячейку не устанавливается.

В исполнении анализаторов «ГигроСкан» без датчика давления, для пересчета единиц влажности газа и коррекции показаний анализаторов в зависимости от давления анализируемого газа, величина давления вводиться в анализатор, используя программное обеспечение производителя.

Рисунок 1 - Общий вид анализатора «ГигроСкан-С» КС 50.591-000 и схема пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 2 - Общий вид анализатора «Гигроскан-П» КС 50.592-000 и

схема пломбировки от несанкционированного доступа

(а) «Г игре*С кан -1 PRO » КС 50.593-000

(6) «ГлгроСкан-Т Li ah с»     (в) «Г йцюСжаи-Т Micro»

КС 50.594-000 '              КС 50.595-000

Рисунок 3 - Общий вид анализаторов «ГигроСкан-Т» и схема пломбировки от несанкционированного доступа

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) анализатора состоит из двух частей: встроенного ПО и автономного ПО. Метрологически значимым является только встроенное ПО анализаторов.

Встроенное ПО включает программные компоненты, обеспечивающие измерение температуры точки росы с учетом заводских калибровочных данных, расчет массовой концентрации влаги и пересчёт значений температуры точки росы на заданное значение давления, вывод информации на дисплей, обеспечение интерфейса связи по протоколу Modbus RTU и токовому выходу 4 - 20 мА; идентификацию встроенного ПО; формирование флагов аварий в случае выхода измеряемых величин за установленные значения и отказа датчиков. В исполнениях анализатора «ГигроСкан-Т Light» КС 50.594-000 и «ГигроСкан-Т Micro» КС 50.595-000 вывод информации на дисплей не предусмотрен. В исполнении анализатора «ГигроСкан-П» ПО дополнительно обеспечивает ведение архива разовых измерений, проводимых оператором. В исполнении анализатора «ГигроСкан-C» ПО дополнительно обеспечивает ведение архива измеренных значений и архива событий (синхронизация времени, задание новых значений флагов конфигурации, изменение режима работы), задание алгоритма работы анализатора (переключение потоков, выполнение измерений в ручном и автоматическом режиме), передача информации по имеющимся интерфейсам связи по протоколам Modbus RTU/TCP.

Метрологические характеристики приборов оценены с учетом влияния на них встроенного ПО.

Встроенное ПО анализаторов серии «ГигроСкан» соответствует уровню «высокий» защиты ПО СИ от непреднамеренных и преднамеренных изменений согласно Р 50.2.0772014 «ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения».

Конструкция анализаторов «ГигроСкан» обеспечивает полное ограничение доступа к метрологически значимой части ПО и исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию. Изменение, удаление, модификация и другие, непреднамеренные и преднамеренные изменения метрологически значимой части ПО без нарушения целостности корпуса прибора или пломб невозможны.

Автономное ПО «X-метр» метрологически значимой части не имеет, представляет собой интерфейс для передачи результатов измерения на монитор компьютера, позволяет конфигурировать анализатор (синхронизация времени, переключение потоков, задание флагов конфигурации) работать с архивом данных результатов измерений, архивом событий, представлять информацию в графическом виде

Автономное ПО «X-метр» предназначено для работы на персональном компьютере под управлением ОС семейства Microsoft Windows XP/Vista/7/8/10 и служит для отображения результатов измерения, настройки и контроля работы анализаторов в исполнениях «ГигроСкан-С» и «ГигроСкан-П».

Для идентификации ПО используется номер версии и контрольная сумма исполняемого кода, вычисленная по алгоритму CRC16 на полиноме Х16+Х15+Х2+1 с начальным значением OFFFFh. Значение контрольной суммы вычисляется по ПО преобразователя в бинарном коде. При запуске ПО прибора производится расчет контрольной суммы и ее сравнение с заданным (при программировании прибора) значением. В случае несовпадения контрольной суммы запуск ПО не осуществляется. В случае совпадения контрольной суммы прибор выводит на дисплей информацию о версии ПО и значение контрольной суммы.

Взаимодействие оператора с анализатором осуществляется с использованием внешнего ПО (для моделей «ГигроСкан-С» и «ГигроСкан-П»), кнопки анализатора (для модели «ГигроСкан-Т PRO»), либо записью соответствующего регистра по Modbus (для модели «ГигроСкан-Т PRO» и «ГигроСкан-Т Light»).

Идентификационные данные встроенного ПО анализаторов серии «ГигроСкан» приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики анализаторов «ГигроСкан»

Время установления показаний, после выхода анализатора на рабочий режим и показаниях анализатора минус 70 °С, в диапазоне от минус 70 до минус 30 °С (включительно) не более 60 минут, в диапазоне от минус 30 до +20 °С не более 30 мин при давлении анализируемого газа 0,101 МПа.

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на табличку на лицевой панели анализатора методом шелкографии и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность средства измерений в исполнении «ГигроСкан-С» КС 50.591-000

Таблица 5 - Комплектность средства измерений в исполнении «ГигроСкан-П» КС 50.592-000

Таблица 5 - Продолжение

Таблица 6 - Комплектность средства измерений в исполнении «ГигроСкан-Т PRO»

КС 50.593-000, «ГигроСкан-Т Light» КС 50.594-000, «ГигроСкан-Т Micro» КС 50.595-000

Поверка

осуществляется по документу КС 50.590-000 МП «Анализаторы газовые промышленные серии «ГигроСкан». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИФТРИ» 6 августа 2019 г.

Основные средства поверки:

Генератор влажного газа Север-3 (Р52.844.039 ТУ), номер госреестра ГР № 52892-13, диапазон воспроизведения температуры точки росы от минус 70 до плюс 20 °С. Предел допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения точки росы ± 0,5 °С.

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 8.547-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов»

ГОСТ 31610.0-2014 (IEC 60079-0:2011) «Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования»

ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»

ТУ 4215-028-21189467-2017 «Анализаторы газовые промышленные серии «ГигроСкан» КС 50.590-000. Технические условия»