Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК

Назначение

Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК предназначены для измерений довзрыво-опасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей, а также объемной доли диоксида углерода в смеси с воздухом или азотом, а также передачи измерительной информации внешним устройствам в аналоговой и цифровой форме.

Описание

Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК (далее - газоанализаторы) являются стационарными одноканальными приборами непрерывного действия.

Принцип действия - оптический абсорбционный, основанный на поглощении молекулами определяемого компонента инфракрасного излучения в соответствующей области длин волн. Используется дифференциальный двухволновой метод регистрации, позволяющий устранить влияние паров воды, загрязнения оптических элементов и прочих неселективных помех, одинаково влияющих на оба канала

Отбор пробы - диффузионный.

Выпускаются две основные модели газоанализаторов:

- Оптик ИК - без отсчетного устройства;

- Оптимус ИК - с отсчетным устройством в виде светодиодного дисплея.

Каждая модель выпускается в нескольких исполнениях, отличающихся градуировкой на определяемый компонент и материалом корпуса. Обозначение исполнения газоанализатора имеет вид: Оптик ИК-YY-X (Оптимус ИК-YY-X), где YY - код определяемого компонента, X - код материала корпуса газоанализатора (А - алюминий, С - нержавеющая сталь).

Конструктивно газоанализаторы состоят из следующих модулей:

- Оптик ИК - датчик инфракрасный оптический, узел сопряжения с датчиком, электронный модуль;

- Оптимус ИК - преобразователь газовый оптический (ПГО) и трансмиттер, соединенные резьбовым соединением.

Корпус газоанализатора может быть выполнен из алюминия или нержавеющей стали. Корпус имеет резьбовую крышку со смотровым окном из стекла и кабельные вводы для подключения ПГО (для Оптимус ИК) или датчика инфракрасного оптического (для Оптик ИК), а также линий электрического питания и информационных линий.

На лицевой панели газоанализатора (под крышкой) расположены:

- для модели Оптик ИК - 4 светодиода («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485») и органы управления для бесконтактного магнитного инструмента «Уст. «О» и «Калибр.»;

- для модели Оптимус ИК - четырехсимвольный семисегментный светодиодный дисплей, 4 светодиода («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485») и органы управления для бесконтактного магнитного инструмента «Уст. «О» и «Калибр.».

Корпус газоанализаторов имеет 2 кабельных ввода для подключения линий электрического питания и информационных линий.

Датчик оптический инфракрасный газоанализатора Оптик ИК производит преобразование значений содержания определяемого компонента на входе в цифровой сигнал, интерфейс UART. Формирование аналогового выходного сигнала (4-20) мА, цифрового выходного сигнала RS-485 и релейных выходных сигналов осуществляется электронным модулем газоанализатора.

ПГО, содержащий датчик инфракрасный оптический и узел сопряжения с датчиком, газоанализатора Оптимус ИК производит преобразование значений содержания определяемого компонента на входе в аналоговый выходной сигнал (4-20 мА), а также цифровой сигнал HART и UART. Данные интерфейса HART и аналоговый выходной сигнал передаются трансмиттером на внешние линии газоанализатора без изменений, а данные UART преобразуются в данные интерфейса RS-485 MODBUS®, отображаются на встроенном цифровом четырёхсимвольном дисплее, а также используются для формирования выходных сигналов двух реле превышения порогов по содержанию определяемого компонента и реле диагностики.

Газоанализаторы обеспечивают выходные сигналы:

- цифровой, RS-485, протокол Modbus™;

- унифицированный аналоговый выходной токовый сигнал постоянного тока (4-20) мА с гальванической развязкой от цепи питания, сопротивление нагрузки не более 500 Ом;

- три релейных выхода типа «сухой контакт» («Порог 1», «Порог 2», «Неисправность»);

- визуальная сигнализация режимов работы светодиодами на лицевой панели («Нормальная работа», «Загазованность», «Неисправность», «RS-485»);

- цифровой HART (только для Оптимус ИК);

- показания встроенного светодиодного дисплея (только для Оптимус ИК). Газоанализатор обеспечивает выполнение следующих основных функций:

- непрерывное измерение содержания определяемых компонентов;

- формирование унифицированного выходного аналогового токового сигнала постоянного тока (4 - 20) мА;

- формирование выходного цифрового сигнала RS-485, протокол Modbus™;

- формирование выходного цифрового сигнала HART (только для Оптимус ИК)

- формирование релейных выходных сигналов.

Газоанализаторы соответствуют требованиям Технического регламента таможенного союза «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных зонах» (ТР ТС 012/2011), выполнены во взрывозащищенном исполнении по ГОСТ IEC 60079-1-2011, ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010, вид взрывозащиты ''взрывонепроницаемая оболочка" и «искробезопасная цепь уровня «1Ь»маркировка взрывозащиты:

- Оптик ИК                                           1 Ex d [ib] ПС Т5 Gb X

- Оптимус ИК                                         1 Ex d [ib] ПС Т4 Gb X

Корпус газоанализатора имеет степень защиты от доступа к опасным частям, попадания внешних твёрдых предметов и воды IP67 по ГОСТ 14254.

Внешний вид газоанализаторов приведен на рисунках 1 и 2, места пломбировки корпуса газоанализатора от несанционированного доступа и рекомендуемые места нанесения знака поверки - на рисунке 3 (знак поверки наносится в том случае, если условия эксплуатации обеспечивают сохранность знака в течение всего интервала между поверками).

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО), разработанное изготовителем специально для решения задач измерения довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров, а также объемной доли диоксида углерода в смеси с воздухом или азотом.

ПО газоанализаторов обеспечивает следующие основные функции:

- обработку и передачу измерительной информации от первичного измерительного преобразователя (датчика оптического инфракрасного);

- формирование выходного аналогового сигнала (4 - 20) мА;

- формирование цифрового выходного сигнала RS-485;

- формирование цифрового выходного сигнала HART (только для Оптимус ИК);

- отображение результатов измерений на встроенном дисплее (только для Оптимус ИК);

- формирование релейных выходных сигналов;

- самодиагностику аппаратной части газоанализатора;

- настройку нулевых показаний и чувствительности газоанализатора, задание порогов срабатывания сигнализации.

а) Оптик ИК-YY-A (корпус - окрашенный алюминий)

б) Оптик ИК-YY-C (корпус - нержавеющая сталь)

Рисунок 1 - Газоанализатор Оптик ИК, внешний вид

а) Оптимус ИК-YY-A                     б) Оптимус ИК-YY-C

(корпус - окрашенный алюминий)

(корпус - нержавеющая сталь)

Рисунок 2 - Газоанализатор Оптимус ИК, внешний вид

Место нанесения знака поверки

а) газоанализатора модели Оптик ИК

Место пломбировки головки винта крепления фланца, фиксирующего датчик

б) газоанализатор модели Оптимус ИК

Рисунок 3 - Места пломбировки корпуса газоанализатора от несанционированного доступа

ПО газоанализатора реализует следующие расчетные алгоритмы:

1) вычисление значений содержания определяемого компонента по данным от первичного измерительного преобразователя;

2) вычисление значений выходного аналогового сигнала;

3) сравнение текущих результатов измерений с заданными пороговыми уровнями срабатывания сигнализации;

4) непрерывную самодиагностику аппаратной части газоанализатора.

ПО газоанализаторов идентифицируется посредством:

- для модели Оптимус ИК - отображения номера версии встроенного ПО трансмиттера на дисплее при включении электрического питания или по запросу от внешних устройств через цифровой интерфейс RS-485;

- для модели Оптик ИК - только по запросу от внешних устройств через цифровой интерфейс RS-485.

Газоанализаторы имеют возможность работы с автономным ПО «igm_tenn.exe», предназначенным для проведения настройки и технического обслуживания.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1. Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Примечание - номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. Значения контрольных сумм, приведенные в таблице, относятся только к файлам прошивки обозначенных в таблице версий.

Влияние встроенного программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик газоанализаторов.

Газоанализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077—2014.

Технические характеристики

1) Диапазоны измерений, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности

Продолжение таблицы 2____

Примечания:

1) Значения НКПР в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002;

2) * - градуировка газоанализаторов Оптик ИК-24-Х, Оптимус ИК-24-Х на пары нефтепродуктов осуществляется изготовителем на один из определяемых компонентов (определяется при заказе):

- бензин автомобильный по ГОСТ Р 51313-99;

- топливо дизельное по ГОСТ 305-82;

- керосин по ГОСТ Р 52050-2006;

- уайт-спирит по ГОСТ 3134-78;

- топливо для реактивных двигателей по ГОСТ 10227-86;

- бензин авиационный по ГОСТ 1012-72;

- бензин неэтилированный по ГОСТ Р 51866-2002.

3) Ввиду того, что газоанализаторы обладают чувствительностью к широкой номенклатуре органических веществ помимо указанных, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов (кроме исполнений Оптик ИК-24-Х, Оптимус ИК-24-Х на пары нефтепро-дуктов) нормированы только для смесей, содержащих только один горючий компонент.

2) Предел допускаемой вариации выходного сигнала газоанализаторов,

в долях от предела допускаемой основной погрешности                          0,2

3) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов

от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 °C,

в долях от предела допускаемой основной погрешности

в диапазоне от минус 60 до плюс 75 °C:

- для исполнений Оптик ИК-01 -X ... 03 -X, Оптимус ИК-01 -X.. .03 -X

- для остальных исполнений (кроме Оптик ИК-04-Х, Оптимус ИК-04-Х)

в диапазоне от минус 10 до плюс 40 °C:

- для исполнения Оптик ИК-04-Х, Оптимус ИК-04-Х

4) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов

от влияния изменения атмосферного давления на каждые 3,3 кПа в пределах

рабочих условий эксплуатации, в долях от предела допускаемой

основной погрешности

5) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов

от влияния изменения относительной влажности анализируемой среды,

в пределах от 20 до 95 % (без конденсации) на каждые 10 %,

в долях от пределов допускаемой основной погрешности

6) Предел допускаемого времени установления выходного сигнала газоанализатора по уровню 0,9 (Тодд), с:

- для исполнения Оптик ИК-04-Х, Оптимус ИК-04-Х

- для остальных исполнений

7) Время прогрева газоанализатора, с, не более

8) Электрическое питание газоанализатора осуществляется постоянным током напряжением, В

- Оптик ИК                                                         от 5 до 32

- Оптимус ИК                                                     от 12 до 36

9) Максимальная электрическая мощность, потребляемая газоанализатором, должна быть не более, Вт

- при температуре окружающей среды св. минус 40°С до плюс 75 °C               1

- при температуре окружающей среды ниже минус 40°С

(включён дополнительный подогрев внутренних элементов

газоанализатора, мощность нагревателя - не более 10 Вт)                          11

10) Габаритные размеры газоанализатора, мм, не более:

Оптик ИК

- высота

-ширина

- длина

Оптимус ИК

- высота

- ширина

- длина

11) Масса газоанализатора, кг, не более:

- Оптик ИК-YY-A / Оптимус ИК-YY-A (алюминиевый корпус)

- Оптик ИК-YY-C / Оптимус ИК-YY-C (стальной корпус)

12) Средний срок службы, лет

13) Средняя наработка на отказ, ч                                           24 000

Условия эксплуатации

Диапазон температуры окружающей среды, °C

- для исполнений Оптик ИК-04-Х, Оптимус ИК-04-Х          от минус 10 до плюс 40

- для остальных исполнений                              от минус 60 до плюс 75

Примечание: при подаче электрического питания при температуре не ниже минус 55 °C.

Относительная влажность, %                     от 20 до 95, без конденсации влаги

Диапазон атмосферного давления, кПа                                от 80 до 120

Знак утверждения типа

наносится методом термотрансферной печати на табличку, размещаемую на боковой стороне корпуса газоанализатора, и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.

Комплектность

Комплект поставки газоанализаторов Оптик ИК, Оптимус ИК приведён в таблицахЗ, 4.

Таблица 3 - Комплект поставки газоанализаторов Оптик ИК

Таблица 4 - Комплект поставки газоанализаторов Оптимус ИК

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1933-2015 «Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «29»мая 2015г.

Основные средства поверки:

- стандартные образцы состава газовые смеси состава метан - азот (ГСО 10256-2013), пропан - азот (ГСО 10262-2013), гексан - азот (ГСО 10334-2013), диоксид углерода - азот (ГСО 10241-2013), этан - азот (ГСО 10243-2013), н-бутан - азот (ГСО 10245-2013), изобутан -азот (ГСО 10332-2013), пентан - азот (ГСО 10364-2013), этилен - азот (ГСО 10247-2013), пропилен - азот (ГСО 10249-2013), оксид этилена - азот (ГСО 10383-2013), в баллонах под давлением, выпускаемые по ТУ 6-16-2956-92;

- стандартные образцы состава газовые смеси состава метанол - азот (ГСО 10540-2014), н-гептан - азот (ГСО 10540-2014), толуол - азот (ГСО 10540-2014), бензол - азот (ГСО 10540-2014), н-октан - азот (ГСО 10540-2014), в баллонах под давлением, выпускаемые по ТУ 0272-013-20810646-2014;

- бензин неэтилированный по ГОСТ Р 51866-2002, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, керосин по ГОСТ Р 52050-2006, уайт-спирит по ГОСТ 3134-78, топливо для реактивных двигателей по ГОСТ 10227-86, бензин автомобильный по ГОСТ Р 51866-2002, бензин авиационный по ГОСТ 1012-72;

- рабочий эталон 1-го разряда - комплекс ГГП-1;

- азот особой чистоты сорт 2-й по ГОСТ 9293-74 в баллоне под давлением;

- поверочный нулевой газ (ПНГ) - воздух марки Б по ТУ 6-21-5-82 в баллоне под давлением.

Сведения о методах измерений

Методики измерений приведены в документах «Газоанализаторы Оптик ИК. Руководство по эксплуатации» ПДАР.413311.101 РЭ, «Газоанализаторы Оптимус ИК. Руководство по эксплуатации» ПДАР.413311.102 РЭ.

Нормативные документы

1 ГОСТР 52350.29-1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.

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

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

4 ГОСТ 8.578-2008 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

5 Газоанализаторы Оптик ИК, Оптимус ИК. Технические условия ПДАР.413311.101 ТУ.