Датчики-газоанализаторы ДАК

Назначение

Датчики-газоанализаторы ДАК (далее - газоанализаторы) предназначены для непрерывного автоматического измерения объемной доли ацетилена (С2Н2), довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей, в том числе паров нефти и нефтепродуктов, спиртов, а также объемной доли диоксида углерода (СО2).

Описание

Принцип измерений газоанализаторов - оптико-абсорбционный, основанный на поглощении ИК-излучения анализируемым газом. Степень поглощения ИК-излучения зависит от содержания анализируемого компонента в газовой смеси. Для каждого газа существует своя область поглощения ИК-излучения, что обусловливает высокую степень избирательности этого метода.

Газоанализаторы представляют собой стационарные одноблочные автоматические приборы непрерывного действия.

Способ подачи пробы - диффузионный или принудительный. Принудительный способ подачи пробы обеспечивается от внешнего побудителя расхода, либо за счет избыточного давления в газовой магистрали.

Исполнения газоанализаторов приведены в таблице 4.

Газоанализаторы ДАК-С2Н2 обеспечивают выполнение следующих функций:

- измерение содержания определяемого компонента;

- формирование выходного сигнала постоянного тока 4-20 мА.

Газоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбН14 обеспечивают выполнение следующих функций:

- измерение содержания определяемого компонента;

- формирование выходного сигнала постоянного тока 4-20 мА.

- обмен данными с ВУ по интерфейсу RS-485 или HART, выбираемому пользователем;

- цифровую индикацию номера версии программного обеспечения (далее - ПО) и цифрового идентификатора ПО;

- выбор определяемого компонента (кроме ДАК-СО2);

- цифровую индикацию содержания определяемого компонента;

- выдачу световой сигнализации «ПОРОГ1» и «ПОРОГ2» при достижении содержания определяемого компонента пороговых значений;

- переключение контактов реле при срабатывании сигнализации «ПОРОГ1» и «ПОРОГ2» (только для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-030, ДАК-СбНм-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-ОЗ6, ДАК СН4-037, ДАК-ЕСН-038);

- цифровую индикацию установленных пороговых значений;

- выдачу сигнализации «ОТКАЗ» в случае неисправности газоанализатора.

Газоанализаторы относятся к взрывозащищённому электрооборудованию группы II по ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0:1998) и имеют маркировку взрывозащиты:

- газоанализаторы ДАК-С2Н2-ЗО, ДАК-С2Н2-ЮО         1Exd[ib]IICT6X;

- газоанализаторы ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-030,

ДАК-СбН14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-ОЗ6, ДАК СН4-037, ДАК-ECI 1-0)38  1ExdIIBT4;

-    газоанализаторы ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032,

ДАК-ЕСН-033                                      1Exd[ib]IICT4X / 1Exd[ib]IIBT4X.

Газоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-SCH, ДАК-СбН14 имеют металлический корпус, в верхней части которого расположен кабельный ввод. На лицевой поверхности корпуса расположены две крышки. Под верхней крышкой расположены клеммы для подключения цепи питания и внешних устройств. Под окном нижней крышки расположены: цифровой индикатор, кнопки управления, индикаторы «ПОРОГ1», «ПОРОГ2». К нижней части корпуса газоанализаторов, при помощи прижимной гайки, крепится защитный колпачок, под которым располагается ИК-датчик МИЛ-82.

Газоанализаторы ДАК-С2Н2 имеют металлический корпус, в верхней части которого расположены резьбовые штуцеры для подключения газоанализаторов к пробоотборной магистрали. В нижней части корпуса располагаются разъемы для подключения кабеля питания и пульта для корректировки показаний газоанализатора.

Внешний вид газоанализаторов приведен на рисунках 1 и 2.

1а) - Внешний вид спереди

1б) места пломбировки

Рисунок

- Внешний вид газоанализаторов ДАК-С2Н2

2а) - Внешний вид спереди

2б) - Внешний вид сбоку

2в) места пломбировки

Рисунок 2 - Внешний вид газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ICI I, ДАК-СбН14

Программное обеспечение

Газоанализаторы ДАК-С2Н2 имеют встроенное программное обеспечение (далее ПО), разработанное предприятием-изготовителем. ПО предназначено для преобразования сигналов ИК-датчика в выходной сигнал постоянного тока пропорциональный содержанию определяемого компонента.

Идентификационные данные ПО газоанализатора ДАК-С2Н2 представлены в таблице 1.

Таблица 1

Конструкция     газоанализаторов     ДАК-С2Н2     исключает     возможность

несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.

Структура ПО газоанализаторов ДАК-С2Н2 представлена на рисунке 3(а).

Газоанализаторы ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбНм имеют встроенное ПО, разработанное предприятием-изготовителем. ПО предназначено:

- для преобразования сигналов ИК-датчика МИЛ-82 в выходной сигнал постоянного тока пропорциональный содержанию определяемого компонента;

- для обмена данными с ПЭВМ или иными внешними устройствами по интерфейсу RS485 и HART;

- для обеспечения цифровой индикации номера версии ПО, цифрового идентификатора ПО и цифровой индикации содержания определяемого компонента;

- для выдачи световой сигнализации об отказе газоанализатора;

- для выдачи световой сигнализации при превышении определяемым компонентом установленных пороговых значений;

- для формирования управляющего воздействия для переключения «сухих» контактов реле.

Идентификационные данные ПО ИК-датчика МИЛ-82 представлены в таблице 2, ПО газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбНм в таблице 3.

Таблица 2

Таблица 3

Структура ПО газоанализаторов  ДАК-СО2,  ДАК-СН4,  ДАК-ECH,  ДАК-С6Н14

представлена на рисунке 3(б).

Модуль измерений и расчета концентрации ацетилена

Модуль корректировки показ аний

Модуль ф ормирования токового выхода

ПО ИК-датчика МИЛ-82

ПО газоанализ атора

а)

б)

Рисунок 3 - Структура ПО газоанализаторов

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений для газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, ДАК-СНд, ДАК-ECH, ДАК-СбН14 соответствует уровню защиты «Высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Номинальная статическая функция преобразования газоанализаторов по выходному сигналу постоянного тока I, мА, имеет вид

I = 1н + Kn-Свх,                                        (1)

где: 1н - нижняя граница диапазона выходного сигнала постоянного тока, равная 4 мА;

Свх - содержание определяемого компонента (% НКПР или объемная доля, %);

Kn - номинальный коэффициент преобразования мА/% НКПР (мА/объемная доля, %), вычисляемый по формуле (2):

Kn = 16/(Св - Сн),                                 (2)

где Сн, Св - значения, соответствующие верхней и нижней границам диапазона измерений (для газоанализатора ДАК-С6Н14 - диапазона показаний), % НКПР (объемная доля, %).

Диапазоны измерений, пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов по поверочному компоненту приведены в таблице 4. Перечень определяемых компонентов, диапазоны измерений, диапазоны показаний, пределы допускаемой погрешности по определяемому компоненту приведены в таблице 5.

Вид выходного кода по цифровым каналам связи (RS485 и/или HART) - двоично-десятичный. Разрядность кода - 6. Цена единицы наименьшего разряда кода (объемная доля % или % НКПР) в зависимости от верхнего предела диапазона измерений:

а) 0,001 - для значения верхнего предела в диапазоне от 0 до 9,999;

б) 0,01 - для значения верхнего предела в диапазоне от 10 до 99,99;

в) 0,1   - для значения верхнего предела равного 100.

Пределы допускаемой вариации показаний (выходного сигнала) газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, выраженные в долях от пределов допускаемой основной погрешности      0,5.

Время установления показаний t0,9 (при повышении содержания) по поверочному компоненту, с, не более:

а) для газоанализаторов   ДАК-СН4   (кроме   ДАК-СН4-037),   ДАК-ECH

(с / без пылезащитного колпачка)                                                           60/15;

б) газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-С6Н14                                            60;

в) для газоанализаторов ДАК-С2Н2                                                  150;

г) для газоанализаторов ДАК-СН4-037 (с / без пылезащитного колпачка)                60/10.

Газоанализаторы ДАК-С6Н14 устойчивы к изменению атмосферного давления, температуры и относительной влажности анализируемой и окружающей среды в диапазоне условий эксплуатации.

Пределы    допускаемой    дополнительной    погрешности    газоанализаторов

ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси:

а) по поверочным компонентам (большее значение) в диапазоне температур, соответствующем условиям эксплуатации:

- от диапазона измерений                                                      ± 5 %;

- от показаний при температуре 20 °С                                          ± 15 %;

б) по определяемым компонентам (большее значение)

в диапазоне температур от минус 10 °С до плюс 55 °С:

- от диапазона измерений                                                     ± 10 %;

- от показаний при температуре 20 °С                                          ± 15 %;

в диапазонах температур от минимального значения температуры рабочего диапазона до минус 10 °С

- от диапазона измерений                                                     ± 10 %;

- от показаний при температуре минус 10 °С                                    ± 25 %;

в диапазонах температур от плюс 55 °С до максимального значения температуры рабочего диапазона

- от диапазона измерений                                                     ± 10 %;

- от показаний при температуре плюс 55 °С                                     ± 25 %.

Примечания

1 Условное групповое наименование газоанализаторов:

- ДАК-С2Н2 - для газоанализаторов ДАК-С2Н2-ЗО, ДАК-С2Н2-ЮО;

- ДАК-СО2 - для газоанализаторов ДАК-СО2-026; ДАК-СО2-031, ДАК-СО2-035;

- ДАК-СН4 - для газоанализаторов ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029; ДАК-СН4-032, ДАК-СН4-036, ДАК-СН4-037;

- ДАК-ECH - для газоанализаторов ЦАК-ЕСН-030, ДАК-ECH-033; ДАК-ЕСН-038;

- ДАК-С6Н14 - для газоанализаторов ДАК-С6Н14-034.

2 Свх- содержание поверочного компонента.

3 * Диапазон измерений газоанализаторов ДАК-СО2 определяется при заказе.

4 ** Погрешность нормирована как приведенная к разнице между верхней и нижней границе диапазона измерений

Примечания:

1 - * значение коэффициента преобразования показаний газоанализаторов по метану в показания по ацетилену определяется индивидуально для каждого

газоанализатора при выпуске из производства.

2 - ** Диапазон показаний по цифровой индикации и цифровому интерфейсу (кроме газоанализаторов ДАК-С2Н2).

3 - Свх - содержание определяемого компонента

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов

ДАК-СО2, ДАК-С2Н2 при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси в диапазоне температур, соответствующем условиям эксплуатации в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 10 °С от температуры 20 °С                                                                                              0,5.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-СН4-037 при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси от рабочей до предельной (от плюс 80 °С до плюс 90 °С в течение 6 ч) на каждые 10 °С в долях от пределов допускаемой основной погрешности                        1,0.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов ДАК-ЕСН,

ДАК-СН4, ДАК-СО2 , ДАК-С2Н2 при изменении атмосферного давления:

а) для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2 (большее значение) :

- от диапазона измерений                                                        ± 5 %;

- от показаний при 101, 3 кПа                                                      ± 30 %;

б) для газоанализаторов ДАК-С2Н2 в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 3,3 кПа от значения давления, при котором определялась основная погрешность                                                                      0,5.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов

ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2, ДАК-С2Н2 при изменении относительной влажности анализируемой газовой смеси в диапазоне условий эксплуатации:

а) для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4 (кроме ДАК-СН4-037) (большее значение):

- от диапазона измерений                                                    ± 10 %;

- от показаний при температуре 40 °С и относительной влажности 50 %           ± 30 %;

б) для газоанализаторов ДАК-СН4-037, ДАК-СО2, в долях от пределов допускаемой основной погрешности нормированных для температуры 40 °С и относительной влажности 50 %

в) для газоанализаторов ДАК-С2Н2, в долях от пределов допускаемой основной погрешности на каждые 10 %, от значения относительной влажности, при которой определялась основная погрешность

Время прогрева газоанализаторов, мин, не более:

а) в диапазоне температур от минус 30°С до верхней границы рабочих температур

б) в диапазоне температур от нижней границы рабочих температур до минус 30 °С

Предел допускаемого интервала времени работы газоанализаторов без корректировки показаний по ГСО-ПГС, месяцев:

а) для газоанализаторов ДАК-С2Н2

б) для газоанализаторов ДАК-ЕСН, ДАК-СН4, ДАК-СО2

Газоанализаторы ДАК-ЕСН, ДАК-СН4 соответствуют требованиям к долговременной стабильности по ГОСТ Р 52350.29.1 - 2010.

Электрическое питание газоанализаторов осуществляться от источника напряжения постоянного тока с выходным напряжением, В:

а) для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100                              от 11 до 16;

б) для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-30,

ДАК-СбН14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036, ДАК-СН4-037, ДАК-ЕСН-038                   от 11 до 30;

в) для газоанализаторов ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-ЕСН-033,

устанавливаемых во взрывоопасных зонах                                          от 11 до 16;

г) для газоанализаторов ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-ЕСН-033,

устанавливаемых во взрывобезопасных помещениях                                 от 11 до 30.

Потребляемая мощность, Вт, не более:

а) для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-С6Н14-034, ДАК-СО2-035,

ДАК-СН4-036

б) для газоанализаторов ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-30, ДАК-СН4-037, ДАК-ЕСН-038

в) для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100, ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-ЕСН-033

Газоанализаторы устойчивы:

- к воздействию синусоидальной вибрации в диапазоне частот:

от 10 до 55 Гц с амплитудой смещения 0,35 мм для газоанализаторов ДАК-С2Н2;

от 10 до 30 Гц и удвоенной амплитудой смещения 1,0 мм, в диапазоне частот от 31 до 150 Гц и амплитудой ускорения 19,6 м/с2 - для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СНд, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14;

- к изменению пространственного положения на угол 20° в любом направлении от рабочего;

- к воздействию повышенной влажности окружающей среды до 98 %;

- к изменению расхода анализируемой газовой смеси в диапазоне от 0,5 до 1,5 дм3/мин (только для газоанализаторов с принудительным отбором пробы);

- к воздействию перегрузки по содержанию определяемого компонента равной:

160 % от верхнего предела диапазона измерений для газоанализаторов ДАК-С2Н2;

100 % от верхнего предела диапазона измерений для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-С6Н14

Габаритные размеры газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH,

ДАК-С6Н14, мм, не более:

- длина

- ширина

- высота

Габаритные размеры газоанализаторов ДАК-С2Н2, мм, не более:

- длина

- ширина

- высота

Масса, кг, не более:

- для газоанализаторов ДАК-С2Н2

- для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбНи

Рабочие условия эксплуатации газоанализаторов:

а) диапазон температуры окружающей и анализируемой среды, °С

для газоанализаторов ДАК-С2Н2

для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-036

для газоанализаторов ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-030, - ДАК-ЕСН-038

для газоанализатора ДАК-ЕСН-033

для газоанализатора ДАК-С6Н14-034

для газоанализатора ДАК-СН4-037*

б) диапазон атмосферного давления и давления анализируемой среды

- кПа

- мм рт. ст.

в) диапазон относительной влажности окружающей среды при температуре 40 °С, без конденсации влаги, %

г) диапазон расхода анализируемой пробы при принудительной подаче, дм3/мин;

д) скорость потока пробы при диффузионной подаче, м/с;

е) массовая концентрация пыли в анализируемой пробе, г/м3, не более Примечание: * для газоанализатора ДАК-СН4-037 предельные значения температуры окружающей и анализируемой среды в течение 6 ч, °С

6;

4.

от 5 до 45;

от минус 40 до плюс 80;

от минус 60 до плюс 60;

от минус 40 до плюс 60;

от 15 до 80;

от минус 60 до плюс 80;

от 84 до 106,7;

от 630 до 800;

от 20 до 98;

от 0,5 до 1,5;

от 0 до 6;

0,01.

от плюс 80 до плюс 90.

Газоанализаторы, соответствующие требованиям Правил Российского морского регистра судоходства (РМРС) устойчивы к воздействию:

- длительных наклонов до 45 ° в любом направлении, длительностью до 3 мин;

- качки до 45° в любом направлении с периодом от 7 до 9 с;

- вибрации с:

а) амплитудой ± 1 мм для частот от 2 Гц до 13,2 Гц;

б) ускорением 7 м/с2 для частот от 13,2 Гц до 80 Гц;

- вибрации частотой 30 Гц с амплитудой ускорения 7 м/с2.

Газоанализаторы, соответствующие требованиям Правил Российского морского регистра судоходства (РМРС) прочны к воздействию:

- механических ударов одиночного действия при длительности от 10 до 15 мс с максимальным ускорением 100 м/с2;

- соляного (морского) тумана.

Степень защиты по ГОСТ 14254-96:

а) для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбНи                    IP66;

б) для газоанализаторов ДАК-С2Н2                                                     IP54.

По устойчивости к воздействию климатических факторов газоанализаторы соответствуют климатическому исполнению по ГОСТ 15150-69:

- для газоанализаторов ДАК-С2Н2, ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбНм         УХЛ 1;

- для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбН14 при поставке

на объекты, поднадзорные РМРС

По способу защиты персонала от поражения электрическим током по

ГОСТ Р МЭК 60536-2006 газоанализаторы относятся к классу:

- для газоанализаторов ДАК-С2Н2-30, ДАК-С2Н2-100, ДАК-СО2-031, ДАК-СН4-032,

ДАК-ЕСН-033

- для газоанализаторов ДАК-СО2-026, ДАК-СН4-027, ДАК-СН4-029, ДАК-ЕСН-030,

ДАК-СбН14-034, ДАК-СО2-035, ДАК-СН4-ОЗ6, ДАК СН4-037, ДАК-ЕСН-038

Газоанализаторы соответствуют требованиям к электромагнитной совместимости по ТР ТС 020/2011, предъявляемым к оборудованию класса А по ГОСТ Р 51522.1-2011.

Газоанализаторы соответствуют требованиям к безопасности оборудования для работы во

взрывоопасных средах по ТР ТС 012/2011.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист (центр листа) руководства по эксплуатации типографским способом и на табличку, расположенную на корпусе газоанализатора, методом фотохимпечати.

Комплектность

Комплект поставки включает:

Таблица 6

Поверка

осуществляется в соответствии с документом ИБЯЛ.418414.071-26 МП «Датчик-газоанализатор ДАК. Методика поверки», утвержденным первым заместителем генерального директора -заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» в январе 2015 г.

Основные средства поверки:

ГСО-ПГС по ТУ6-16-2956-92, в баллонах под давлением:

- метан в азоте по Госреестру 10463-2014;

- диоксид углерода в азоте по Госреестру 10465-2014;

- пропан в азоте по Госреестру 10463-2014;

- гексан в азоте по Госреестру 10463-2014;

- азот газообразный особой чистоты ГОСТ 9293-74;

- воздух кл.1 ГОСТ 17433-80.

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

Сведения о методах измерений

М етоды измерений для газоанализаторов ДАК-С2Н2 описаны в руководстве по эксплуатации «Датчик-газоанализатор ДАК» ИБЯЛ.418414.071-06 РЭ;

Методы измерений для газоанализаторов ДАК-СО2, ДАК-СН4, ДАК-ECH, ДАК-СбН14 описаны в руководстве по эксплуатации «Датчик-газоанализатор ДАК» ИБЯЛ.418414.071-26 РЭ.

Нормативные документы

ГОСТ 8.578-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах

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

ГОСТ 30852.0-2002. Электрооборудование взрывозащищеное. Часть 0. Общие требования

ГОСТ Р 52350.29.1 - 2010. Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов

ГОСТ 14254-96. Степени зашиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)

ГОСТ Р 51522.1-2011. Совместимость технических средств электромагнитная.

Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний

ГОСТ 12.2.091-2012. Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования

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

Общие технические условия

Датчики-газоанализаторы ДАК. Технические условия. ИБЯЛ.418414.071 ТУ часть 1 и часть 2