Генераторы газовых смесей - рабочие эталоны 1-го разряда AQMS мод. 200, 63974-16

Назначение

Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда (далее -генераторы) предназначены для воспроизведения единицы объемной доли (массовой концентрации) определяемых компонентов, приведенных в таблице 2, и ее передачи рабочим средствам измерений в соответствии с ГОСТ 8.578-2014 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».

Описание

Принцип действия генераторов заключается в смешении потоков исходного газа от различных источников и газа-разбавителя.

Принцип действия генераторов по каналу динамического разбавления заключается в смешении потоков исходного газа и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. В качестве исходного газа используются стандартные образцы состава газовых смесей 1 го разряда в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92. Генераторы обеспечивают приготовление газовых смесей с возможностью одновременного использования от одного до четырех баллонов.

Для получения ПГС озона в воздухе в генераторе используется встроенный генератор озона, в котором озон образуется из кислорода воздуха под воздействием УФ-излучения ртутной лампы низкого давления. Содержание озона в газовой смеси на выходе генератора зависит от степени интенсивности излучения ртутной лампы. Интенсивность УФ лампы может регулироваться тремя способами:

-    вручную, путем задания напряжения на лампе;

-    автоматически с использованием встроенного фотодиода. В этом случае интенсивность лампы устанавливается по сигналу фотодиода в соответствии с таблицей зависимости объемной доли озона от сигнала фотодиода, находящейся в памяти прибора.

-    автоматически, с помощью встроенного в генератор фотометра. В этом случае интенсивность лампы генератора озона регулируется по показаниям встроенного фотометра.

Встроенный фотометр измеряет содержание озона на выходе генератора или в смеси, подаваемой от внешнего источника. Через кювету фотометра поочередно пропускается ГС озона и поверочный нулевой газ (ПНГ). Приемник фотометра последовательно регистрирует интенсивность УФ-излучения, прошедшего через кювету с ГС (I) и ПНГ (I0). Концентрация озона в ГС пропорциональна поглощению УФ-излучения прошедшего через кювету с ГС (в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера).

Принцип титрования в газовой фазе (преобразования NO в NO2) основан на реакции взаимодействия оксида азота (NO) с озоном, поступающим от генератора озона. Содержание NO2, в получаемой на выходе генератора ГС, пропорционально содержанию озона.

В качестве газа-разбавителя используются поверочные нулевые газы (ПНГ) -очищенный воздух от генераторов нулевого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, или азот по ГОСТ 9293-74.

Генераторы осуществляют приготовление ПГС с заданным содержанием следующих компонентов: NO, NO2, N2O, NH3, SO2, H2S, CO, CO2, O2, О3, C3H8, CH4.

Конструктивно генераторы выполнены в одном блоке, в состав которого входят газовая система и устройство управления.

Г енераторы могут работать в автоматическом или ручном режимах. В автоматическом режиме задается содержание компонента в ПГС и микропроцессор рассчитывает необходимый расход газов. В ручном режиме требуемые расходы газов вводятся оператором с дисплея, расположенного на передней панели генераторов.

При помощи меню, отображаемого на дисплее генераторов, можно выбрать компонент, задать необходимую концентрацию компонента в ГС и расход, ввести значение концентрации в исходной ГС, а также получить фактическое значение концентрации и расхода.

Г енераторы имеют следующие выходные сигналы:

-    показания цифрового дисплея;

-    аналоговые выходы по напряжению (0-0.1, 0-1, 0-5, 0-10) В;

-    цифровой выход RS-232, RS-485, Ethernet.

Внешний вид генераторов, места пломбирования от несанкционированного доступа и место нанесения знака поверки показаны на рисунке 1.

Места пломбирования

Программное обеспечение

Генераторы имеют встроенное программное обеспечение, разработанное фирмой-изготовителем.

Программное обеспечение осуществляет функции:

расчет, задание и поддержание объемной доли компонента на выходе генератора; отображение информации на дисплее генератора; обеспечение функционирования узлов и элементов генератора; передачу информации по интерфейсу связи с ПК;

контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных

констант;

контроль общих неисправностей (связь, конфигурация); контроль внешней связи (Ethernet, RS-232, RS-485).

Г енераторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - средний по Р 50.2.077-2014.

Влияние программного обеспечения генераторов учтено при нормировании метрологических характеристик.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Технические характеристики

Метрологические характеристики генераторов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Примечания:

1)*    Пределы допускаемой относительной погрешности разбавительного канала установлены при следующих условиях:

-    при использовании исходных ГС - стандартных образцов состава газовых смесей 1 го разряда в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92:

NO, NO2, N2O, ЫН3, SO2, H2S в азоте (воздухе) с относительной погрешностью аттестации не более ± 4 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об);

СО, СН4, С3Н8, CO2, в азоте (воздухе), О2 в азоте с относительной погрешностью аттестации не более ±3 %, объемная доля определяемого компонента в ГС не должна превышать 2 % (об.), объемная доля углеводородов в исходной ГС не должна превышать 50 % НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени), значения которых приведены в    ГОСТ Р 52136-2003;

-    при использовании в качестве газа-разбавителя:

а)    очищенного воздуха от генераторов нулевого воздуха AQMS модели 100 фирмы «Focused Photonics Inc.» (или других генераторов нулевого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, с аналогичными характеристиками) для следующих диапазонов:

О3, NO, NO2, NB^ SO2, H2S в диапазоне до 1 млн-1;

СН4, С3Н8, СО, N2O в диапазоне до 10 млн-1;

б)    очищенного воздуха от генераторов чистого воздуха, зарегистрированных в ФИФ по обеспечению единства измерений, азота газообразного особой чистоты по ГОСТ 9293-74 для остальных диапазонов (кроме CO2 и O2);

в)    очищенного воздуха, полученного от генератора чистого воздуха, с содержанием CO2 не более 1 млн-1или азота газообразного особой чистоты по ГОСТ 9293-74 (для CO2);

г)    азота газообразного особой чистоты марки 5.8 по ТУ 2114-007-53373468-2008 (для O2).

2)    ХГр и ХГС - нормированное содержание компонента в газе-разбавителе и содержание компонента, подлежащее воспроизведению, соответственно, млн-1.

3)**    При условии введения в рассчитанное значение концентрации поправки, равной 0,25 ppb.

Габаритные размеры, масса и потребляемая мощность приведены в таблице 4. Таблица 4 - Габаритные размеры, масса и потребляемая мощность_

Таблица 5 - Технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на корпус генератора и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

В комплект поставки генераторов входят:

1    Генератор газовых смесей модели 200 - рабочий эталон 1-го разряда

1 шт. 1 экз. 1 экз.

2    Руководство по эксплуатации (с дополнением)

3    Методика поверки МП-242-1873-2015

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1873-2015 «Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 22 октября 2015 г.

Основные средства поверки:

-    комплексы, входящие в состав Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-2011;

-    эталоны сравнения - газовые смеси в баллонах под давлением и источники микропотоков газов и паров с содержанием определяемых компонентов по ГОСТ 8.578-2014.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «Генераторы газовых смесей AQMS модели 200 - рабочие эталоны 1-го разряда. Руководство по эксплуатации».

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к генераторам газовых смесей AQMS модели 200 - рабочим эталонам 1-го разряда

1    ГОСТ 8.578-2014 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах».

2    Техническая документация фирмы - изготовителя.