Принцип измерения газоанализаторов:

• - по каналам СО₂, S-СН - оптико-абсорбционный, основан на измерении энергии поглощения инфракрасного излучения анализируемым компонентом;

• - по остальным каналам - электрохимический, основан на использовании эффекта окисления или восстановления определяемого газа на рабочем электроде электрохимической ячейки (ЭХЯ). Ток, который возникает при этой электрохимической реакции - есть мера концентрации определяемого компонента. Токовый сигнал, пропорциональный концентрации, усиливается, нормируется и преобразуется в цифровую форму

Газоанализаторы в зависимости от количества ЭХЯ и наличия инфракрасных датчиков (ИКД) имеют исполнения в соответствии с данными таблицы 1.

Конструктивно газоанализаторы выполнены одноблочными, в металлическом корпусе. Каждый газоанализатор состоит из: модуля коммутации и аналоговых входов, двух устройств релейных и токовых выходов (в дальнейшем - устройство РТВ), устройства РТВ для управления элементами пробоподготовки, адаптера интерфейса, модуля первичных преобразователей, платы клавиатуры и индикации; платы питания, электроклапанов.

На лицевой панели газоанализаторов располагаются индикаторы единичные срабатывания сигнализации «П1» и «П2»; окно звукового излучателя «АВАРИЯ»; индикатор «СЕТЬ»; индикатор и клавиатура; переключатель «ВКЛ»; держатель вставки плавкой «F3,15 А»; разъем для подключения сетевого кабеля питания «230 В, 50 Гц». На лицевой панели модуля первичных преобразователей находятся штуцеры «ВХОД ПРОБЫ», «ВХОД ВОЗДУХА» и «ВЫХОД ПРОБЫ».

Тип газоанализаторов - стационарный, автоматический

Режим работы газоанализаторов:

• - АНКАТ-410-11,     15         - непрерывный;

• - остальных газоанализаторов   - циклический.

Способ отбора пробы - принудительный от внешнего побудителя расхода, либо за счет избыточного давления в газовой магистрали.

Таблица 1

Г азоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО)

Структура ПО представлена на рисунке 1

Рисунок 1 - Структура ПО

Основные функции встроенного ПО:

• - расчет содержания определяемого компонента по каждому измерительному каналу;

• -  вычисления значения коэффициента избытка воздуха (a);

• -  вычисления объемной концентрации диоксида углерода (СО2) (при отсутствии канала измерений СО2);

• -  вычисления объемной концентрации суммы оксидов азота (NO\);

• -  индикации массовой концентрации пыли от внешнего измерителя;

• -  регистрацию входных унифицированных токовых сигналов 4 - 20 мА;

• -  отображение измеренных и расчетных величин на индикаторе;

• -  формирование унифицированного выходного токового сигнала, пропорционального содержанию определяемого компонента назначенного измерительного канала;

• -  включение звуковой сигнализации, при достижении содержания определяемого компонента установленного порогового значения (ПОРОГ1 и ПОРОГ2 по каждому каналу измерений) с одновременным переключением «сухих» контактов реле;

• -  связь с внешними устройствами по цифровым каналам RS232 и RS485. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.

лист 4 всего листов 11 Таблица 2

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «А» в соответствии с МИ 3286-2010. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО СИ и измеренных данных.

Внешний вид газоанализаторов показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Внешний вид газоанализаторов

Схема пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение мест для нанесения оттисков клейм приведена на рисунке 3.

Стрелками указаны места пломбировки от несанкционированного доступа Рисунок 3 - Схема пломбировки газоанализаторов от несанкционированного доступа и обозначение мест для нанесения оттисков клейм

Газоанализатор АНКАТ-410 (согласно исполнению) - 1 шт.

Руководство по эксплуатации - 1 экз.

Методика поверки - 1 экз.

Ведомость эксплуатационных документов - 1 зкз.

Ведомость ЗИП - 1 шт.

Комплект ЗИП - 1 шт.

Дополнительное оборудование поставляется по отдельному заказу.

а) метрологические характеристики газоанализаторов

Номинальная функция преобразования газоанализаторов по каждому каналу измерений имеет вид:

I = 1н + Kn-САвх - Ан),                              (1)

где I - выходной токовый сигнал газоанализаторов, мА;

I_H - нижний предел диапазона выходного токового сигнала, равный:

• - 0 мА для выходного токового сигнала 0 - 5 мА;

• - 4 мА для выходного токового сигнала 4 - 20 мА;

Авх - содержание определяемого компонента на входе газоанализатора, объемная доля, % (объемная доля, млн^-1, мг/м³);

Ан - значение, соответствующее нижнему пределу диапазона измерений, объемная доля, ^% -1 3

(объемная доля, млн^-1, мг/м³);

Kn - номинальный коэффициент преобразования, определяемый по формуле

Кп=(1в - 1н)/(Ав - Ан),                               (2)

где 1в - верхний предел диапазона выходного токового сигнала, равный:

• - 5 мА для выходного токового сигнала 0 - 5 мА;

• - 20 мА для выходного токового сигнала 4 - 20 мА;

Ав - верхний предел диапазона измерений, объемная доля, % (объемная доля, млн^-1, мг/м³).

Диапазоны измерений и диапазоны показаний соответствуют данным, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Продолжение таблицы 3

Примечания

• 1 С_вх - содержание определяемого компонента на входе газоанализатора, объемная доля, % (объемная доля, млн^-1, мг/м³).

• 2 * - берется большее значение основной погрешности из дух вычисленных.

лист 8 всего листов 11 Диапазон показаний по каналу вычислений коэффициента избытка воздуха - от 0,5 до 9,9.

Газоанализаторы обеспечивают вычисление объемной доли диоксида углерода в анализируемой газовой среде Асо2, % по формуле

Асо2=К_ТОШт (1 - Ао2/20,9),                             (3)

где К_топл - топливный коэффициент;

Ао2 - содержание кислорода в анализируемой газовой среде, объемная доля, %.

Вычисление объемной доли диоксида углерода обеспечиваться в газоанализаторах, в которых отсутствует канал измерений СО2 и присутствует канал измерений О2.

Газоанализаторы обеспечивают вычисление объемной доли суммы оксидов азота A_Nox %, по формуле

• - при наличии канала измерений NO и при отсутствии канала измерений NO2:

^ANOx = ANO ^{+ 0,5 х} ANO,                         ⁽⁴⁾

где ANO - содержание оксида азота в анализируемой газовой среде, объемная доля, %;

• - при наличии каналов измерений NO и NO2:

AnOx = ANO + ANO2,                           (5)

где ANO2 - содержание диоксида азота в анализируемой газовой среде, объемная доля, %.

Вид выходного кода по каналам связи RS232, RS485 - двоично-десятичный.

Разрядность кода - 6. Цена единицы младшего разряда кода (объемная доля (% или млн^-1), массовая концентрация, мг/м³) в зависимости от верхнего предела диапазона измерений:

• - 0,001 - для значения верхнего предела в диапазоне от 0,5 до 1,0;

• - 0,01 - для значения верхнего предела в диапазоне от 1,0 до 100;

• - 0,1   - для значения верхнего предела в диапазоне от 100 до 1000;

• - 1    - для значения верхнего предела в диапазоне от 1000 до 10000.

б) характеристики погрешности газоанализаторов

Пределы допускаемой основной погрешности по каналам измерений соответствуют данным, приведенным в таблице 3.

Предел допускаемой вариации показаний и выходного сигнала газоанализаторов - 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

в) характеристики чувствительности газоанализаторов к влияющим величинам

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов при изменении температуры окружающей среды и анализируемой газовой смеси от 5 до 45 °С на каждые 10 °С от температуры, при которой определялась основная погрешность - 0,6 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов при изменении атмосферного давления на каждые 3,3 кПа в диапазоне от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.) от номинального значения давления (101,3 ± 4) кПа ((760 ± 30) мм рт.ст.) - 1,0 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

Газоанализаторы устойчивы к изменению относительной влажности анализируемой газовой среды до 95 % при температуре 30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги.

Газоанализаторы устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации частотой от 10 до 55 Гц с амплитудой 0,35 мм.

Газоанализаторы устойчивы к перегрузке по содержанию определяемого компонента, превышающей на 20 % верхний предел диапазона измерений, в течение 5 мин.

Время восстановления показаний после снятия перегрузки - не более 20 мин. Газоанализаторы устойчивы к изменению параметров электропитания.

г) динамические характеристики газоанализаторов

лист 9 всего листов 11 Пределы допускаемого времени установления показаний Т0,9д (без учета времени транспортирования и подготовки пробы) соответствует данным, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Предел допускаемого интервала времени работы газоанализаторов без корректировки показаний - не менее 6 месяцев.

д) технические характеристики газоанализаторов

Электрическое питание газоанализаторов осуществляется переменным током с напряжением (230⁺²³-43) В частотой (50 ± 1) Гц.

Мощность, потребляемая газоанализаторами - не более 40 В-А.

Время прогрева - не более 60 мин.

Габаритные размеры газоанализаторов, мм, не более: длина - 485, ширина - 215, высота -285.

Масса газоанализаторов - не более 15 кг.

Условия эксплуатации газоанализаторов:

• -  диапазон температуры окружающей среды - от 5 до 45 °С;

• -  диапазон атмосферного давления - от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

• -  диапазон относительной влажности воздуха - до 95 % при температуре 30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги;

• -  вибрация частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой не более 0,35 мм;

• -  размещение газоанализатора на высоте до 1000 м над уровнем моря;

• -  содержание пыли - не более 10 мг/м³, степень загрязнения 1 по ГОСТ Р 52319-2005;

• -  окружающая среда - невзрывоопасная.

По устойчивости к воздействию климатических условий газоанализаторы соответствуют климатическому исполнению УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150-69, для работы при температуре от 5 до 45 °С.

Газоанализаторы относятся к изделиям третьего порядка по ГОСТ Р 52931-2008. Степень защиты газоанализаторов по ГОСТ 14254-96 - IP20.

По устойчивости к механическим воздействиям газоанализаторы относятся к группе N2 по ГОСТ Р 52931-2008.

Газоанализаторы относятся к оборудованию класса Б по ГОСТ Р 51522-90.

Средний полный срок службы газоанализаторов - не менее 10 лет (без учета среднего срока службы ЭХЯ).

Средняя наработка на отказ газоанализаторов с учетом технического обслуживания в условиях эксплуатации - не менее 15000 ч.