Методика поверки «Датчики горючих и токсичных газов Millennium II, Millennium II Basic.» (МП-001-04/2017)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель

Датчики горючих и токсичных газов Millennium II, Millennium II Basic. Методика поверки.

МП-001-04/2017

Настоящая методика поверки распространяется на датчики горючих и токсичных газов Millennium II, Millennium II Basic, выпускаемые «Rosemount Inc.», США, и устанавливает методы их первичной поверки при вводе в эксплуатацию и после ремонта и периодической поверки в процессе эксплуатации.

Интервал между поверками:

• - для датчиков с оптическим сенсором SC31 lx-100-ASSY-EM - два года,

• - для датчиков с термокаталитическим сенсором SC310X-100-ASSY-EM и электрохимическими сенсорами ST320x-y-ASSY-EM, ST341x-y-ASSY-ЕМ, ST360x-y-ASSY-EM - один год.

1 Операции поверки

1.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1. Таблица 1 - Операции поверки.

1.2. Если при проведении той или иной операции получен отрицательный результат, дальнейшая поверка прекращается.

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

• 1.4. Допускается производить периодическую поверку СИ, используемых для измерений меньшего числа компонентов или на меньшем числе поддиапазонов измерений, на основании письменного заявления владельца СИ, оформленного в произвольной форме.

• 1.5. Допускается производить поверку датчиков без демонтажа их с мест эксплуатации с соблюдением условий, описанных в руководстве пользователя при этом требуется исключить механические воздействия, внешние наводки электромагнитных полей на поверяемый прибор, а также соблюсти следующие условия поверки:

- расход ГСО (0,5 ±0,1) л/мин,

• - доступ к месту проведения проверки следует контролировать, ГСО и вспомогательное оборудование, используемые при осуществлении проверки, следует содержать в условиях, обеспечивающих их работоспособность, сохранность и защиту от повреждения и преждевременного износа, а также с соблюдением правил безопасности в отдельном взрывозащищенном помещении или боксе в соответствии с ГОСТ 8.395-80 «ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке».

• - скорость движения (окружающего) воздуха не более 0,3 м/с.

• - концентрация горючих газов в ГСО не должна превышать 100 %НКПР с учетом относительной погрешности ±5 %.

При этом итоговая дополнительная погрешность не должна превышать

± 1% НКПР от изменения температуры на каждые 10 °C;

± 1% НКПР от изменения относительной влажности окружающей среды до 98% при температуре +25 °C;

±0,03 % НКПР от изменения атмосферного давления на каждый 1 мм рт.ст.

2 Средства поверки

2.1. При проведении поверки применяют средства, указанные в таблице 2. Таблица 2 - Средства поверки

• 3.1. Помещение, в котором проводят поверку, должно быть оборудовано приточновытяжной вентиляцией.

• 3.2. Концентрации вредных компонентов в воздухе рабочей зоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88.

• 3.3. Должны выполняться требования техники безопасности для защиты персонала от поражения электрическим током согласно классу I ГОСТ 12.2.007.0-75.

• 3.4. Требования техники безопасности при эксплуатации ГС в баллонах под давлением должны соответствовать "Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (ПБ 03-576-03), утвержденным постановлением № 91 Госгортехнадзора России от 11.06.2003 г.

• 3.5. Не допускается сбрасывать ГС в атмосферу рабочих помещений.

Таблица 3. Условия поверки

температура окружающей среды, °C                            от +15 до +25

диапазон относительной влажности окружающей среды, %        от 30 до 80

атмосферное давление, кПа                                      101,3 ± 4,0

мм рт.ст.                                  760 ±30

• 5.1. Выполнить мероприятия по обеспечению условий безопасности.

• 5.2. Проверить наличие паспортов и сроки годности ГС в баллонах под давлением.

• 5.3. Баллоны с ГС выдержать при температуре поверки не менее 24 ч.

• 5.4. Выдержать поверяемые датчики и средства поверки при температуре поверки в течение не менее 2 ч.

5.5 Подготовить поверяемый датчик и эталонные средства измерений к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 6.1 Внешний осмотр

• 6.1.1  При внешнем осмотре устанавливают соответствие датчика следующим требованиям:

• - соответствие комплектности (при первичной поверке) требованиям эксплуатационной документации

• - соответствие маркировки требованиям эксплуатационной документации;

• - датчик не должен иметь повреждений, влияющих на работоспособность.

• 6.1.2 Датчик считают выдержавшим внешний осмотр, если он соответствует указанным выше требованиям.

• 6.2 Опробование

• 6.2.1. При опробовании проверяют общее функционирование датчика, для чего на датчик подается электрическое питание, после чего запускается процедура тестирования.

В процессе прогрева светодиод состояния мигает красным светом, на токовом выходе имеется выходной сигнал 3 мА, на дисплее датчиков, оснащенных дисплеем, отображается номер канала и установленный сенсор.

По окончанию процедуры тестирования датчик переходит в режим измерений:

• - на токовом выходе датчика имеется унифицированный аналоговый токовый сигнал (4 20) мА;

• - на дисплее датчиков (при его наличии) отображается измерительная информация.

• 6.2.2. Результат опробования считают положительным, если:

• - во время тестирования отсутствуют сообщения об отказах (мигание светодиода красным светом, надпись на дисплее «Sensor Fault»),

• - после окончания времени прогрева датчик переходит в режим измерений,

• - органы управления датчика функционируют.

• 6.3 Подтверждение соответствия программного обеспечения

Для проверки соответствия ПО выполняют следующие операции:

• - проводят визуализацию идентификационных данных ПО датчика (номер версии встроенного ПО отображается на дисплее по запросу через меню датчика на вкладке «Serial Number и Firmware Version"» (для модификаций М21-Ь-с и М22-Ь-с) или на наклейке на плате блока управления (для М2В-Ь-с));

• - сравнивают полученные данные с идентификационными данными, установленными при проведении испытаний для целей утверждения типа и указанными в Описании типа датчиков (приложение к Свидетельству об утверждении типа).

Результат подтверждения соответствия ПО считают положительным, если идентификационные данные соответствуют указанным в Описании типа датчиков (приложение к Свидетельства об утверждении типа).

• 6.4 Определение метрологических характеристик

• 6.4.1 Определение основной погрешности

• 6.4.1 Определение основной погрешности проводят по схеме рисунка Б.1 Приложения Б в следующем порядке:

• 1) Собирают схему, приведенную на рисунке Б.1.

• 2) На вход датчика с помощью калибровочного адаптера подают ГС (таблицы А.1 - А.З Приложения А, соответственно определяемому компоненту и диапазону измерений) в последовательности:

• - №№ 1-2-3-2-1-3 - для диапазонов измерений и определяемых компонентов, для которых в таблицах Приложения А указаны три точки проверки;

• - №№ 1-2-3-4-3-1-4- - для диапазонов измерений и определяемых компонентов, для которых в таблицах Приложения А указаны четыре точки проверки.

Время подачи каждой ГС - не менее утроенного предела допускаемого времени установления выходного сигнала по уровню 90 % для соответствующего сенсора и определяемого компонента.

• 3) Фиксируют установившиеся значения выходного сигнала датчика:

• - по показаниям дисплея (только для Millenium II);

• - по показаниям измерительного прибора, подключенного к аналоговому выходу.

• 4) Рассчитывают значение содержания определяемого компонента в i-ой ГС по значению выходного токового сигнала по формуле:

а=^-(л-4)         о)

где Ii - - установившееся значение выходного токового сигнала датчика при подаче i-ой ГС, мА;

Св - верхний предел диапазона показаний определяемого компонента, довзрывоопасная концентрация, % НКПР, или объемная доля. % или млн’¹.

• 5) Значение основной абсолютной погрешности датчика Ai, %, рассчитывают по формуле:

Az = Ci - Cid           (2)

где Ci - результат измерений содержания определяемого компонента на входе датчика, довзрывоопасная концентрация, % НКПР, или объемная доля, % или млн’¹;

Cid' - действительное значение содержания определяемого компонента в i-ой ГС, довзрывоопасная концентрация, % НКПР, или объемная доля, % или млн’¹.

Значение основной приведенной погрешности датчика yi, %, рассчитывают по формуле

Св, Сн - значения содержания определяемого компонента, соответствующие верхнему и нижнему пределам диапазона измерений, довзрывоопасная концентрация. % НКПР, или объемная доля, % или млн’¹.

Значение основной относительной погрешности датчика 8i, %, рассчитывают по формуле

Действительное значение довзрывоопасной концентрации определяемого компонента в i-ой ГС Cid, % НКПР, по значению объемной доли определяемого компонента, %, рассчитывают но формуле:

где Cid(%o6.d) - объемная доля определяемого компонента, указанная в паспорте i-й ГС, %,

Снкпр- объемная доля определяемого компонента, соответствующая нижнему концентрационному пределу распространения пламени (НКПР), соответствующая ГОСТ 30852.19-2002,%.

• 6) Результат определения основной погрешности датчика считают положительным, если

• - основная погрешность датчика во всех точках поверки не превышает пределов, указанных в таблицах В.1 - В.З приложения В;

• - разность между показанием дисплея датчика и значением, полученным посредством аналогового выхода, в каждой точке не превышает 0,2 в долях от пределов допускаемой основной погрешности (только для Millenium II).

• 6.4.2 Определение вариации выходного сигнала

Определение вариации выходного сигнала допускается проводить одновременно с определением основной погрешности по п. 6.4.1 при подаче ГС № 2 (при поверке датчиков, для которых в таблицах Приложения А указаны 3 точки поверки) или № 3 (при поверке датчиков, для которых в таблицах Приложения А указаны 4 точки поверки).

Вариацию выходного сигнала, иД , в долях от пределов допускаемой основной абсолютной погрешности, для диапазонов измерений, для которых нормированы пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, рассчитывают по формуле

_д С2Б-С2М v\=------------      (6),

До

где С2Б, С2М - результат измерений содержания определяемого компонента при подходе к точке поверки 2 со стороны больших и меньших значений % НКПР, или объемная доля, % или млн’¹

Л о - пределы допускаемой основной погрешности поверяемого датчика значений % НКПР, или объемная доля, % или млн’¹

Вариацию выходного сигнала, «у, в долях от пределов допускаемой основной приведенной погрешности, для диапазонов измерений, для которых нормированы пределы допускаемой основной приведенной погрешности, рассчитывают по формуле:

Вариацию выходного сигнала, ид в долях от пределов допускаемой основной относительной погрешности, для диапазонов измерений, для которых нормированы пределы допускаемой основной относительной погрешности, рассчитывают по формуле:

^С2Б-^С2мт

ад-Зо

до - пределы допускаемой основной относительной погрешности поверяемого датчика, %.

Результат считают положительным, если вариация выходного сигнала датчика не превышает 0,5.

• 6.4.3 Определение времени установления выходного сигнала

Определение времени установления выходного сигнала допускается проводить одновременно с определением основной погрешности по п.6.4.1 при подаче ГС №1 и ГС № 3 (при поверке датчиков, для которых в Приложении А указаны 3 точки поверки) или № 4 (при поверке датчиков, для которых в Приложении А указаны 4 точки поверки) в следующем порядке:

• 1) подать на датчик ГС№3 или ГС №4, зафиксировать установившееся значение показаний датчика;

• 2) рассчитать значение, равное 0,9 от показаний датчика, полученных в п. 1);

• 3) подать на датчик ГС № 1, дождаться установления показаний датчика (отклонение показаний от нулевых не должно превышать 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности), затем, не подавая ГС на датчик продуть газовую линию ГС № 3 или ГС № 4 в течение не менее 3 мин, подать ГС на датчик и включить секундомер. Зафиксировать время достижения показаниями датчика значения, рассчитанного на предыдущем шаге.

Примечание - при поверке датчиков с сенсорами ST341X-25-ASSY на кислород определение времени установления выходного сигнала проводить в следующем порядке:

• 1) выдержать датчик на атмосферном воздухе в течение не менее 5 мин, зафиксировать показания датчика;

• 2) рассчитать значение, равное 0,9 от показаний датчика, полученных в п. 1);

• 3) подать на датчик ГС №1, дождаться установления показаний датчика (отклонение показаний от нулевых не должно превышать 0,5 в долях от пределов допускаемой основной погрешности);

• 4) снять с датчика насадку для подачи ГС и включить секундомер. Зафиксировать время достижения показаниями датчика значения, рассчитанного в п. 2).

Результаты определения времени установления выходного сигнала считают удовлетворительными, если время установления выходного сигнала не превышает указанного в таблице В.4. Приложения В.

• 7 Оформление результатов поверки

• 7.1 При проведении поверки оформляют протокол результатов поверки (форма протокола поверки приведена в Приложении Г). Результаты поверки оформляют в соответствии с Приказом Минпромторга Россииот 02.07.2015 г. № 1815.

• 7.2 Результатом поверки является подтверждение пригодности средства измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению.

При положительных результатах поверки выдается "Свидетельство о поверке" с нанесенным знаком поверки.

• 7.3. Если датчик по результатам поверки признан непригодным к применению, оттиск поверительного клейма гасится, "Свидетельство о поверке" аннулируется, выписывается "Извещение о непригодности".

Приложение А

(обязательное)

Технические характеристики ГС, используемых при поверке датчиков горючих и токсичных газов Millennium II, Millenium II Basic ица A.l. - Технические характеристики ГС для поверки датчиков с оптическим сенсором типа SC31 lx-100-ASSY-EM

Примечания:

• - изготовители и поставщики ГС - предприятия-производители стандартных образцов состава газовых смесей, прослеживаемых к государственному первичному эталону единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;

• - НКПР для определяемых компонентов в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002:

• - "X" в формуле расчета пределов допускаемой относительной погрешности значение объемной доли определяемого компонента, указанное в паспорте ГС.

Таблица А.2 - Технические характеристики ГС для поверки датчиков с термокаталитическим сенсором типа SC310x-100-ASSY-EM

Примечания:

• - изготовители и поставщики ГС - предприятия-производители стандартных образцов состава газовых смесей, прослеживаемых к государственному первичному эталону единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;

• - НКПР для определяемых компонентов в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002;

• - "X" в формуле расчета пределов допускаемой относительной погрешности - значение объемной доли определяемого компонента, указанное в паспорте ГС;

• - ГГС-Р - рабочий эталон 1-го разряда - генератор газовых смесей ГГС ШДЕК.418313.900 ТУ, исполнение ГГС-Р;

Определяем ый компонент

Номер ГС по реестру ГСО или источник ГС

- ГГС-К - рабочий эталон 1-го разряда - генератор газовых смесей ГГС ТПДЕК.418313.900 ТУ, исполнение ГГС-К;

* - пределы допускаемой относительной погрешности 5о(Х) для заданного значения ПГС X для ГГП-1 вычисляется по формуле:

8о(Х) = ±(jбонач |)+                    И

Хверх - Хнижн

где Хнижн и Хверх - нижняя и верхняя граница воспроизведения объемной доли целевого компонента, %, донач, докон — пределы допускаемой относительной погрешности, соответствующие нижней и верхней границе диапазона воспроизведений объемной доли целевого компонента, %

Таблица А.З - Технические характеристики ГС для поверки датчиков с сенсорами на токсичные газы и кислород (ST3xxy-z-ASSY-EM)

Примечания:

• - изготовители и поставщики ГС - предприятия-производители стандартных образцов состава газовых смесей, прослеживаемых к государственному первичному эталону единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;

• - "X" в формуле расчета пределов допускаемой относительной погрешности значение объемной доли определяемого компонента, указанное в паспорте ГС.

Приложение Б

(обязательное)

Схема подачи ГС на датчики горючих и токсичных газов Millennium II, Millennium II Basic

1 - источник ГС (баллон, ГГС или др.); 2 - редуктор баллонный (используется при подаче смеси от баллона с ГС); 3 - вентиль точной регулировки (используется при подаче смеси от баллона с ГС); 4 - индикатор расхода (ротаметр); 5 - адаптер поверочной газовой смеси; 6 - датчик (условно показан Millennium II Basic); 7 - измерительный прибор (мультиметр); 8 - источник питания.

Приложение В

(обязательное) Метрологические характеристики датчиков горючих и токсичных газов Millennium II, Millennium II Basic

Таблица B.l - Датчики с оптическим сенсором типа SC31 lx-100-ASSY-EM

Примечания:

• 1) Погрешность приведена к верхнему значению поддиапазона измерений.

• 2) Значения НКПР горючих газов и паров горючих жидкостей указаны в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002.

• 3) Ввиду того, что датчики обладают чувствительностью к широкой номенклатуре органических веществ помимо указанных, пределы допускаемой основной погрешности датчиков нормированы только для смесей, содержащих только один горючий компонент.

Таблица В.2 - Датчики с термокаталитическим сенсором типа SC3I0x-I00-ASSY-EM

Примечания:

• 1) Значения НКПР горючих газов и паров горючих жидкостей указаны в соответствии с ГОСТ 30852.19-2002.

• 2) Ввиду того, что датчики обладают чувствительностью к широкой номенклатуре органических и неорганических горючих веществ, пределы допускаемой основной погрешности нормированы только для смесей, содержащих только один горючий компонент. Диапазон показаний по всем определяемым компонентам от 0 до 100 % НКПР.

Таблица В.З - Датчики с сенсорами на токсичные газы и кислород (ST3xxy-z-ASSY-EM)

Примечание - 1) - используются для измерения объемной доли определяемого компонента при аварийных ситуациях.

2) погрешность приведена к верхнему значению поддиапазона измерений

Таблица В.4. Время установления выходного сигнала датчика