Генераторы влажного газа эталонные Суховей

Назначение

Генераторы влажного газа эталонные Суховей (далее - генераторы) предназначены для измерений относительной влажности и температуры точки росы/инея воспроизводимой ими парогазовой смеси. Генераторы относятся к рабочим эталонам по ГОСТ 8.547-2009 и предназначены для поверки гигрометров, термогигрометров и преобразователей относительной влажности и температуры точки росы/инея.

Описание

Принцип действия генераторов основан на использовании метода двух температур, метода двух давлений, метода смешивания потоков сухого и влажного газов и их комбинаций. Генераторы имеют 7 модификаций (Суховей-1, Суховей-1П, Суховей-2, Суховей-3, Суховей-3П, Суховей-4 и Суховей-4В) в различном конструктивном исполнении, отличающихся функциональным назначением и метрологическими характеристиками.

В состав генераторов, в зависимости от модификации, входят следующие блоки:

- основной блок генератора (входит во все модификации, далее - основной блок);

- измерительная камера для установки до 8 преобразователей гигрометров погружного типа (в составе генераторов Суховей-1, Суховей-1П);

- термостатируемая, со встроенным сепаратором, измерительная камера для установки 11 преобразователей гигрометров погружного типа (в составе генератора Суховей-2);

- внешний сепаратор с термостатом жидкостным переливным прецизионным (в составе генераторов Суховей-3 и Суховей-3П);

- блок смешения газовых потоков (в составе генераторов Суховей-4 и Суховей-4В).

По запросу генераторы Суховей-3, Суховей-3П, Суховей-4 и Суховей-4В могут оснащаться одной или несколькими измерительными камерами для установки преобразователей исследуемых гигрометров. На передней панели основного блока генератора может быть дополнительно установлен поплавковый ротаметр с ручным регулятором расхода и входной штуцер, предназначенные для задания расхода через внешний гигрометр или измерительную камеру.

Основной блок содержит:  предварительный увлажнитель газа - сатуратор

диффузионного типа, сепаратор конденсационного типа, регуляторы температуры сатуратора и сепаратора и регулятор давления газа в сепараторе. Сжатый воздух от внешнего источника подается на вход основного блока, проходя через пропорциональный клапан регулятора давления, последовательно поступает в предварительный увлажнитель и сепаратор, давление в котором поддерживается на заданном уровне P1 регулятором давления 1, а температура T1 -регулятором температуры. Сепаратор представляет собой термостатируемую с помощью термоэлектрического модуля камеру с системой каналов, проходя через которые увлажненный газ охлаждается, принимая температуру камеры, а сконденсировавшаяся на стенках каналов влага стекает в нижнюю часть камеры и удаляется наружу.

Из основного блока влажный газ поступает:

- в генераторах Суховей-1 и Суховей-1П - через пропорциональный клапан во встроенную измерительную камеру с исследуемыми преобразователями гигрометров.

Давление P2 в измерительной камере поддерживается регулятором давления 2, температура Т2 измеряется установленным в камере платиновым термопреобразователем;

- в генераторе Суховей-2 - в конденсационный канал встроенного в термостатируемую измерительную камеру сепаратора и далее через пропорциональный клапан непосредственно в измерительную камеру с исследуемыми преобразователями гигрометров. Давление P2 в измерительной камере поддерживается регулятором давления 2, температура Т2 измеряется установленным в камере платиновым термопреобразователем. Сепаратор основного блока при воспроизведении относительной влажности выше 15% используется для предварительной подготовки газа перед подачей в конденсационный канал измерительной камеры;

- в генераторах Суховей-3 и Суховей-3П - во внешний сепаратор, представляющий собой металлическую трубку, погруженную в рабочий объем переливного термостата, и далее через пропорциональный клапан на исследуемый гигрометр. Давление P2 на выходе генератора поддерживается регулятором давления 2. Температура T1 в термостате измеряется платиновым термопреобразователем в составе внешнего сепаратора. Сепаратор основного блока используется для предварительной подготовки газа перед подачей во внешний сепаратор. При воспроизведении точки инея выше минус 20 °С, газ с заданным влагосодержанием поступает на вход исследуемого гигрометра минуя внешний сепаратор;

- в генераторах Суховей-4 и Суховей-4В, при воспроизведении точки инея ниже минус 20 °С,- через пропорциональный клапан в блок смешения газовых потоков, включающий несколько капилляров, соединенных вместе в точке смешения. На один капилляр подается осушенный газ, на другие, в зависимости от величины воспроизводимой влажности, газ с выхода основного блока. Блок смешения газовых потоков включает два регулятора давления, один из которых поддерживает заданное абсолютное давление на входе первого капилляра, второй - постоянное абсолютное давление в точке смешения. В зависимости от воспроизводимой влажности, газ с заданным значением абсолютного давления подается с выхода сепаратора основного блока на один или несколько капилляров. При воспроизведении точки инея выше минус 20 °С, газ с заданным влагосодержанием поступает на вход исследуемого гигрометра минуя блок смешения газовых потоков.

Значения воспроизводимой относительной влажности и температуры точки росы(инея) рассчитываются на основе значений величин P1, P2, T1, T2 и величины атмосферного давления программным модулем librhcalc.so (в случае встроенного в блок основного генератора модуля управления) или RHCalc.dll (в случае, если управление генератором осуществляется от персонального компьютера (ПК)) (см. раздел «Программное обеспечение»). Модули также имеют возможность расчета молярной доли влаги (в млн-1).

Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П выполнены в 19-дюймовом корпусе в настольном исполнении (рисунок 1). На передней панели генератора расположены дисплей модуля управления и крышка измерительной камеры, содержащая до 8 портов для установки преобразователей исследуемых гигрометров.

Рисунок 1 - Внешний вид генераторов влажного газа эталонных Суховей-1 и Суховей-1П.

Генератор Суховей-2 выполнен в напольной 19-дюймовой стойке, в которую установлен основной блок, а в верхней части размещена термостатируемая измерительная камера для установки 11 преобразователей исследуемых гигрометров (рисунок 2). Управление осуществляется персональным компьютером, опционально входящим в состав генератора.

Illlllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll 1 1 &           e

Рисунок 2 - Внешний вид генератора влажного газа эталонного Суховей -2.

В состав генераторов Суховей-1, Суховей-1П и Суховей-2 входит контрольный преобразователь измерительный влажности и температуры ДВ2ТС-1Т-2П-В (номер Госреестра 25948-11), используемый для контроля достижения равновесной влажности в измерительной камере.

Генераторы Суховей-3 и Суховей-3П содержат основной блок, внешний сепаратор и термостат жидкостный переливной прецизионный. Основной блок может поставляться либо в настольном исполнении (рисунок 3), либо установленным в стандартную 19-дюймовую напольную стойку, в которой также могут размещаться одна или несколько измерительных камер для исследуемых преобразователей гигрометров, блок газоподготовки и другие устройства.

Рисунок 3 - Внешний вид генератора влажного газа эталонного Суховей -3, Суховей-ЗП в настольном исполнении с модулем управления и индикации в комплекте с термостатом и стойкой с измерительными камерами для установки преобразователей гигрометров.

Генератор Суховей-4 состоит из основного блока и блока смешения, выполненных в 19-дюймовых корпусах. В Генераторе Суховей-4В блок смешения встроен в основной блок. Генераторы могут поставляться либо в настольном исполнении с возможностью установки блоков друг на друге (для генератора Суховей-4, рисунок 4), либо в исполнении для установки в стандартную 19-дюймовую стойку, в которой также могут размещаться одна или несколько измерительных камер для исследуемых преобразователей гигрометров, блок газоподготовки и другие устройства.

Рисунок 4 - Внешний вид генератора влажного газа эталонного Суховей-4 в настольном исполнении с модулем управления и индикации.

Все генераторы Суховей могут управляться от персонального компьютера, используя соответствующее программное обеспечение (см. таблицу 1). Генераторы Суховей-3, Суховей-3П, Суховей-4 и Суховей-4В могут дополнительно оснащаться модулем управления и индикации, встроенным в блок основного генератора. В этом случае, управление ими может осуществляться либо от персонального компьютера, либо с помощью этого модуля.

Все измерительные камеры имеют отверстия М24х1 для установки преобразователей гигрометров, имеющих соответствующий присоединительный размер, или переходных втулок для установки преобразователей с другими размерами.

Пломбирование генераторов не предусмотрено.

Программное обеспечение

В генераторах используется встроенное программное обеспечение, предназначенное для управления работой генератора, расчета значений воспроизводимой влажности, отображения режимов работы и результатов измерений и архивирования данных. Версия встроенного программного обеспечения отображается на дисплее в меню настроек генератора.

Программное обеспечение генераторов состоит из управляющей программы, которая не влияет на метрологические характеристики, и модуля расчетного, который производит расчет значений воспроизводимой относительной влажности, точки росы (инея) и молярной доли воды на основе значений величин P1, P2, T1, T2 и атмосферного давления, а также коэффициента разбавления (для генераторов Суховей-4 и Суховей-4В).

Конструкция генераторов не предполагает возможности считывания или изменения метрологически значимого ПО. Встроенное ПО по уровню защиты ПО СИ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р50.2.077-2014 и не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО СИ и измеренных данных. Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО по ГОСТ Р 34.11 -2012.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Продолжение таблицы 1

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

В состав генераторов Суховей-3 и Суховей-3П входит термостат жидкостный переливной прецизионный (например, Термостат переливной прецизионный ТПП-1.3, номер Госреестра 33744-07), требования к метрологическим и техническим характеристикам которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Требования к метрологическим и техническим характеристикам термостата в составе генераторов Суховей-3 и Суховей-3П

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Метрологические характеристики генераторов обеспечиваются при условии их питания сжатым воздухом, соответствующим требованиям, которые указаны в таблице 5. Системы подготовки сжатого воздуха, соответствующие этим требованиям, могут поставляться в комплекте с генераторами (см. таблицу 7) и включать в себя компрессор с ресивером, датчик давления, блок осушки (при необходимости) и систему фильтрации. Допускается использование баллонного сжатого воздуха (класс 0 или 1 по ГОСТ 17433-80), если он соответствует характеристикам ниже.

Таблица 5 - Требования к питающему газу

Таблица 6 - Рабочие условия эксплуатации

Комплектность

Таблица 7 - Комплектность средства измерений

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и на корпус генератора.

Поверка

осуществляется по документу ЦАРЯ.418319.001 МП «ГСИ. Генераторы влажного газа эталонные Суховей. Методика поверки», утвержденному Восточно-Сибирским филиалом ФГУП «ВНИИФТРИ» в 13.11.2019 г.

Основные средства поверки:

- государственный первичный эталон единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея ГЭТ 151 -2020 Диапазон воспроизводимых значений относительной влажности от 5 до 98  %, диапазон

воспроизводимых значений температуры точки росы (инея) от минус 120 до плюс 90°С;

- измеритель-регулятор температуры многоканальный прецизионный МИТ 8.15 (номер Госреестра 19736-11) в комплекте с термометром сопротивления платиновым вибропрочным ПТСВ-2К-2 (2 разряд) (номер Госреестра 23040-14).

Допускается применение других средств измерений, обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью, в том числе вторичных эталонов относительной влажности газов в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений влажности газов ГОСТ 8.547-2009.

Допускается на основании письменного заявления владельца генератора или другого лица, представившего генератор на поверку, проведение поверки для меньшего числа поверяемых величин с обязательным указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

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

ГОСТ 8.547-2009 Государственная поверочная схема для средств измерений

влажности газов.

ГОСТ 8.558-2009 Государственная поверочная схема для средств измерений

температуры.

ТУ 26.51.70-001-77511225-2019 Генераторы влажного газа эталонные Суховей.

Технические условия.