Единицы измерения концентрации

При практических измерениях концентрация веществ выражается в весовых и объемных единицах.

Весовая концентрация выражается весовым количеством вещества в единице объема:

- числом граммов вещества в 1нм³ (г/нм³); числом граммов вещества в 1л (г/л); числом граммов вещества в 100г смеси (% объемных);

- числом миллиграммов вещества в 1нм³ (мг/нм³); числом миллиграммов вещества в 1л (мг/л).

Однако при измерении малых весовых концентраций такие единицы становятся неприменимыми. При этом весовую концентрацию удобно выражать в гаммах:

1гамма = 10^-3 мг, 1 мг/нм³ = 1 гамма/л

Объемная концентрация выражается числом миллиметров вещества в 1л; числом миллилитров вещества в 1м³. При измерении объемной микроконцентрации используются также единицы: ррм (миллионная доля) и ррв (миллиардная доля); ррм соответствует объемной концентрации, когда в миллионе молекул вещества находится одна молекула определенного компонента 1ррм = 10^-6 % объемных; ррв соответствует такой объемной концентрации, когда в миллиарде молекул вещества находится одна молекула определяемого компонента 1ррв = 10^-9 % объёмных.

Пример отчета по лабораторной работе

Цель работы: Познакомиться с методом измерения концентрации, научиться выполнять данные измерения, научиться обрабатывать результаты измерений и оценивать погрешность, определить к каким измерениям относятся данные наблюдения.

По условию задачи дан солевой раствор, его концентрация должна составить (0,07 ± 0,01) мг/л. Солемер с диапазоном измерений от 0,05 до 1000 мг/л, Предельно допустимая погрешность Δ_п.д.п. = ±0,001 мг/л.

Делаем несколько измерений и заносим их в таблицу 15. 1

Таблица 15.1 - Результаты измерений концентрации

Обозначение показателя	Значения результатов наблюдений
Результаты измерений
хi , мг/л	0,070	0,071	0,069	0,070	0,071
¯x, мг/л	¯x = (0,07+0,071+0,069+0,07+0,072)/5 = 0,070;
ν хi , мг/л		0,001	-0,001		0,001

Допуск составляет 0,02 мг/л, а погрешность 0,001 мг/л. Коэффициент фактической точности К_ф.т равен половине допуска деленное на погрешность, т.е. равен 10, а это означает, что с вероятностью 0,999 мы попадаем в диапазон допуска при однократном измерении. Однократность измерения обеспечена.

Находим среднее значение измеряемой величины по формуле (15.1):

, (15.1)

= 0,070 мг/л

Определяем отклонения каждого значения от среднего по формуле (15.2):

= ν(х_i); (15.2)

,

,

,

,0

Рассчитанные по формуле (15.2) отклонения заносим в таблицу (15.1).

Далее рассчитаем среднеквадратическое отклонение (СКО) по формуле (15.3)

, (15.3)

0,075·10^-6 мг/л;

Вычисляем СКО измерений по формуле (15.4):

, (15.4)

0,0335 ·10^-6 мг/л;

Для того чтобы определить НСП наблюдений, необходимо найти границу не исключенной систематической погрешности, которая равна в нашем случае

Θ(Р) = ± |Σ (0,001 + 0,05·0,001)| = 0,00105 мг/л.

Отношение = 0,00105/ 0,0335·10^-6 = 31,34, что на много больше 8,

т.е. > 8, следовательно, измерения однократные. 0,34·10^-6 стремится к нулю и его можно отбросить и не учитывать, а -

Δ р = Θ(Р) = 0,00105 мг/л;

В итоге, запишем результат: А = (0,07±0,00105)мг/л

Вывод по проведённой лабораторной работе:

В данной лабораторной работе описаны приборы для измерения концентрации, даны их характеристики. Таким образом, мы ознакомились с методом измерения концентрации, научились выполнять измерения концентратомером, оценили результаты измерений (провели их обработку) и погрешность. В ходе лабораторной работы определили, что если систематическая погрешность прибора намного меньше допуска измерения, то данный прибор может быть применён в однократных результатах наблюдения, что очень удобно в технологическом процессе крупно-серийного производства продукции.

15. 8 Варианты и исходные данные для выполнения лабораторной работы:

№ по списку группы	Концентрация раствора (N±0,05) г/л.	№ по списку группы	Концентрация раствора (N±0,05) г/л.
	7,5		14,0
	8,0		14,5
	8,7		15,0
	8,9		15,6
	9,3		15,85
	9,7		16,0
	10,0		16,45
	10,5		16,8
	10,8		17,0
	11,2		17,56
	11,5		17,95
	11,8		18,36
	12,4		18.65
	12,75		19,0
	13,0		19,5
	13,5		20,0

Вопросы для самоконтроля

1 К каким видам измерений относятся измерения по данной ЛР?

а) прямые; в) косвенные; с) абсолютные.

2 К какой области измерений относятся данные измерения? а) измерение массы материала; в) линейно-угловые измерения: с) измерение концентрации.

3 Какими едирницами измерений нужно оперировать в лабораторной работе? а) мг/л; в) г/л; с) гамма; d) величинами запаха.

4 Какими методами измерений собираетесь выполнять ЛР?

а) метод непосредственной оценки; в) метод опосредованного измерения;

с) косвенный метод измерения сравнения с мерой; d) измерение концентрации растворов.

5 Какой объект измерения предусмотрен ЛР?

а) измерение диаметра вала; в) измерение расхода жидкости; с) концентрация соли в растворе воды.

6 Определите состав предельных погрешностей, входящих в суммарную погрешность.

а) сумма случайных погрешностей; в) соотношение НСП и СКО; с) сумма составляющих НСП.

7 Относится ли ваша ЛР к измерениям с многократными наблюдениями?

а) да; в) нет; с) зависит от коэффициента точности, который равен отношению половины допуска к предельно допустимой погрешности выбранного средства измерения.

16 Лабораторная работа № 16 Сигнализатор СТМ 10

В эпоху промышленного прогресса в Российской Федерации ежегодно наблюдается тенденция увеличения импорта средств измерения и приборов КИПиА иностранного производства, а также наращивание своих потенциалов в диверсификации переналаживаемых производств оборонных предприятий по выпуску новых средств измерения и приборов КИПиА. Одна из предупредительных причин этого наращивания является то обстоятельство, что возросли требования от органов гостехнадзора к оснащению современных предприятий средствами автоматизации, адекватно соответствующих современным требованиям «Правил технической эксплуатации установок во взрывопожароопасных помещениях», а также «экологическим нормативам для автотранспорта». Поэтому современные промышленные предприятия регулярно модернизируют свой парк КИПиА в соответствии с этими требованиями. К таким приборам относится сигнализатор СТМ 10. В данной лабораторной работе даётся возможность познакомиться с сигнализатором СТМ 10, изучить его устройство, принцип действия, технические характеристики.

16. 1 Назначение. Условия эксплуатации

Сигнализаторы СТМ 10 (в дальнейшем - сигнализаторы) общетехнического применения предназначены для непрерывного контроля доз взрывоопасных концентраций в воздухе помещений и открытых пространств горючих газов, паров и их смесей в ус­ловиях макроклиматических районов с умеренным или влажным тропическим воздухом.

Сигнализаторы являются автоматическими стационарны­ми приборами, состоящими из блока сигнализации и питания в выносных датчиков или блоков датчика.

Блок сигнализации и питания выполнен в обыкновенном исполнении по ГОСТ 12997-84 и должен быть установлен за пределами взрывоопасной зоны.

Датчики и блоки датчика выполнены взрывозащищёнными с маркировкой взрывозащиты по ГОСТ 12.2.020-76. Степень прочности оболочки датчика высокая.

Датчики и блоки датчика могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах помещений всех классов и наружных установок согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) и другим документам, регламентирующим применение электрооборудования и взрывоопасных условиях.

Датчики и блоки датчика сигнализаторов должны устанавли­ваться в контролируемых точках.

Содержание механических, агрессивных примесей в окружающей и контролируемой среде (хлора, серы, фосфора, мышьяка, сурьмы и их соединений), отравляющие каталитически активные элементы датчика, не должно превышать санитарные нормы соглас­но ГОСТ 12.1.005 - 88 и уровня ПДК (для сероводорода H2S уровень ПДК не должен превышать 10 в мг/м³ за время непрерывной работы не менее 300 часов). Сигнализаторы предназначены для работы в следующих рабочих условиях:

1) температура окружающей и контролируемой среды:

от минус 60 до плюс 50 °С для датчиков;

от 1 до 50 °С для блоков датчика и блока сигнализации и питания;

2) относительная влажность окружающей и контролируемой сре­ды до 98 % при температуре 25 °С или 98 % при температуре 35 °С для тропического исполнения.;

3) атмосферное давление в пределах от 84 до 106,7 кПа;

4) вибрация с частотой 25 Hz и амплитудой не более 0,1 мм;

5) напряженность внешних постоянных и переменных магнитных полей не более 450 А/м;

6) напряженность внешнего однородного переменного электри­ческого поля не более 10 В.

16. 2 Устройство

Сигнализаторы являются стационарными приборами с конвекционной или принудительной подачей контролируемой среды с основным питанием от модуля преобразователя основного питания (МПОП) и количеством каналов 1, 2, 4, 6, 8, 10 или основным и резервным питанием от МПОП и модуля преобразователя резервного питания (МПРП) и количеством каналов 1, 3, 5, 7, 9. Сигнализаторы мо­гут быть с цифровым отсчетным устройством или без него.

Сигнализаторы с конвекционной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания и одного или нескольких датчи­ков в соответствии с количеством каналов.

Сигнализаторы с принудительной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания и одного или нескольких блоков датчике в соответствии с количеством каналов.

Сигнализатор СТМ 10 – 0101 Пц одноканальный, с принудительной подачей среды, с отсчетным устройством. Он состоит из блока датчика, блока сигнализации и питания, в котором имеются МПОП и один модуль измерительного преобразователя (МИП), и потенциометра автоматического.

Сигнализаторы имеют:

- сигнализацию красного цвета о достижении концентрации срабатывания предупредительной сигнализации;

- сигнализацию красного цвета прерывистую о достижении концентрации срабатывания, аварийной сигнализации;

- сигнализацию красного цвета прерывистую о наиболее веро­ятной неисправности сигнализаторов;

- контакты для коммутации внешних цепей сигнализации при срабатывании предупредительной сигнализации концентрации "ПОРОГ 1" или сигнализации неисправности;

- контакты для коммутации внешних цепей сигнализации и исполнительных механизмов при срабатывании аварийной сигнализации концентрации "ПОРОГ 2".

На переднюю панель выведены индикаторы единичные световой сигнализации "ОТКАЗ" и "КОНЦЕНТР.". Сигнализация "ОТКАЗ" осуществляется прерывистым свечением (миганием) ее индикатора; сигнализация порога "1" - постоянным свечением и порога "2" - прерывистым свечением индикатора "КОНЦЕНТР.". Через отверстия в передней панели МИП имеется доступ к переменным резисторам для: регулирования порогов "1" и "2" ("C1" и "С2"), корректи­рования нуля сигнализаторов ("УСТ.О"), для калибровки сигнализаторов по поверочной смеси ("КАЛИБР."), для подстройки уст­ройства коррекции после замены датчика "•" (Рисунок 16. 1).

1 – кнопка включения сетевого питания; 2 – индикатор «Сеть»; 3 – кнопка индикации уставки предупредительной сигнализации; 4 – кнопка индикации уставки аварийной сигнализации; 5 – цифровой индикатор НКПР; 6 – световая сигнализация; 7 – сигнализация «неисправность»; 8 – резистор установки порога срабатывания предупредительной сигнализации (ПОРОГ 1); 9 – резистор установки порога срабатывания аварийной сигнализации (ПОРОГ 2); 10 – резистор установки «0»; 11 – калибровка диапазона; 12 – выводы для контроля АЦП.

Рисунок 16. 1 - Сигнализатор СТМ 10 – 0101 Пц.

На переднюю панель выведены световой индикатор питания "СЕТЬ" и переключатель для его включения "СЕТЬ 220".

В сигнализаторах с отсчетным устройством пре­образование аналогового сигнала в цифровой осуществляет уст­ройство цифровой индикации с аналого-цифровым преобразовате­лем (АЦП) D30; индикацию концентрации в процентах от ниж­него концентрационного предела распространения пламени (НКПР) (далее % НКПР) осу­ществляют цифровые индикаторы: НЗ - в разряде десятков, Н2 -в разряде единиц, H1 - в разряда десятых долей процентов НКПР. В случае преобразования отрицательного сигнала, обус­ловленного дрейфом выходного сигнала датчика, высвечивается вторая запятая (запятая после цифры в разряде десятых долей в индикаторе H1).

16. 3 Принцип действия и работа сигнализатора

Принцип действия сигнализатор - термохимичес­кий, основанный на измерении теплового эффекта от окисления горючих газов и паров на каталитически активном элементе датчика (2 чувствительных платиновых элемента), дальнейшем преобразовании полученного сиг­нала в модуле МИП и выдачи сигнала о достижении сигналь­ной концентрации. Рассматриваются аспекты квантово-химических каталитических реакций при беспламенном сжигании углеводородных топлив при их различных процентных концентрациях.

Первая стадия – образование промежуточного активированного комплекса АКт:

А+Кт → АКт где А - кислород О2;

Кт – катализаторный элемент,

Затем АКт реагирует со вторым реагентом с образованмем следующего комплекса катализатора:

АКт+В → RКт где В – молекула СН4.

RКт → R+Кт + hν где R-продукты сгорания (H2О; СО2);

Кт – катализаторный элемент;

hν – кванты инфракрасного излучения с энергией от 1,24 до 0,12 эВ с эмиссионным спектром. Величина hν – это и есть тепловой эффект преобразования полученного сигнала в модуле МИП в зависимости от измеряемой концнтрации горючего газа.

Сигнаизаторы состоят из датчиков или блоков датчика и блока сигнализации и питания, состоящего из МИП, МПОП и МПРП. Количество датчиков или блоков дат­чика зависит от исполнения сигнализаторов от исполнения сигнализаторов.

В корпусе датчика сигнализатора установлены два чувствительных платиновых элемента. Платиновая спираль сравнительного элемента закрыта глухим металлическим колпачком, платиновая спираль измерительного элемента окружена латунной сеткой. В датчике установлены три взрывозащитных устройства (латунные цилиндры со щелями), два из них расположены на входе и на выходе анализируемого воздуха, а третье – между чувствительными элементами. Датчик имеет три штуцера – два для входа и выхода анализируемого воздуха, а третий для подачи чистого воздуха при проверке нуля прибора. Переключение датчика с «анализа» на «контроль» при проверке нуля осуществляют трехходовым краном.

В приборе применена измерительная схема неуравновешенного моста, два плеча которого представляют собой сравнительный и измерительный элементы, а два других – постоянные сопротивления. Плечи измерительного моста подобраны так, что при прохождении через датчик прибора чистого воздуха ток в измерительной диагонали равен нулю. При достижении в воздухе концентрации газов и паров, равной 20 % от нижнего предела взрывоопасной концентрации, разбаланс моста достигает величины, при которой регистрирующий прибор размыкает цепь питания обмотки реле и включает цепь аварийного сигнала. Одновременно реле обесточивает чувствительные элементы. В случае повреждения электрической схемы, отключается цепь питания обмотки реле и включается цепь неисправности прибора. Пневматическая принципиальная схема блока датчика представлена на рисунке 16. 2.

Анализируемый воздух не должен содержать туманообразной щёлочи, паров кислот, этилированного бензина и сероводорода. При наличии пыли в воздухе необходимо установить противопылевой фильтр на входе на датчик прибора. Чувствительность прибора по анализируемым газам и парам составляет около 10 % от концентраций, принятых за сигнальные.

Ф1 - фильтр воздуха; Н1 - эжектор воздушный; ИП1 - индикатор расхода;

Э1 - датчик; КР1 - кран трёхходовой; В - вентиль запорно-регулирующий.

Рисунок 16. 2 - Блок датчика.

16. 4 Порядок работы

Сигнализаторы осуществляют в местах отбора пробы или установки их датчиков контроль содержания га­зов и паров горючих веществ. Контроль – непрерывный, за исключением времени проведения технического обслуживания.

Все сигнализаторы градуированы по метановоздушной смеси.

При контроле метановоздушной среды (если другие горючие компоненты отсутствуют) показания цифрового индикатора соответствуют содержанию метана в процентах НКПР напряжение сигнала концентрации Uс (в милливольтах) и напряжение унфицированного сигнала концентрации Uс.у. (в милливольтах) пропорциональны концентрации метана С (процентах НКПР) со­гласно формулам (16.1, 16.2):

Uс = 10 · С (16.1)

U с.у. = 20 · С (16.2)

При контроле сигнализаторов СТМ 10 – 0201 Дц нефраса в воздухе (если другие горючие вещества отсутствую) показания, цифрового индикатора соответствуют содержанию нефраса (в процентах НКПР); напряжение сигнала концентрации Uс (в миливольтах) и выходной токовый сигнал Iс.т.

(в миллиамперах) пропорциональны концентрации нефраса (в процентах НКПР) согласно формулам (16.3, 16.4):

Uc= 10*С (16.3)

Iс.т = 0,32*С + 4 (16.4)

При контроле совокупности горючих компонентов индикатор позволяет судить о динамике контролируемой среды.

При концентрациях, соответствующих порогу "1", срабаты­вает сигнализация: реле "ПОРОГ 1" и световая индикация - начинает постоянно светиться индикатор "КОНЦЕНТР".

При концентрациях, соответствующих порогу "2", срабаты­вает сигнализация: реле 'ПОРОГ 2" и световая индикация - начинает мигать индикатор "КОНЦЕНТР" (реле "ПОГОГ 1" остается во включенном состоянии).

При концентрациях, превышающих диапазон измерений (50 % НКПР), срабатывает сигнализация о превышении диапазона измерений: цифровой индикатор начинает мигать, стрелка ана­логового индикатора уйдет за риску конца шкалы, реле "ПОРОГ 1" и "ПОРОГ 2" останутся во включенном состоянии, индикатор "КОНЦЕНТР" будет мигать.

Контакты реле "ПОРОГ 1" и "ПОРОГ 2" могут использоваться во внешних цепях управления и сигнализации по усмотрению по­требителя.

По усмотрению потребителя могут использоваться: унифици­рованный сигнал, сигнал о включении МПОП, вход для дистанци­онного выключения датчика (уменьшением его тока).

При замыкании входа дистанционного выключения датчика срабатывает сигнализация превышения диапазона измерения.

При перегорании чувствительных элементов (или од­ного из них) срабатывает сигнализация "ОТКАЗ": начинает мигать световой индикатор "ОТКАЗ" в неисправном канале и должно включиться реле "ОТКАЗ" (одно для всех каналов).

При выключении основного питания (сеть 220"В") сигнализаторы автоматически перейдут на резервное питание (сеть 24"В") в МПРП будет светиться индикатор "СЕТЬ "В".

Переход на основное питание (сеть 220"В") также автоматический

Выключатель "СЕТЬ 24"В" должен быть во включённом положении.

При наличии в контролируемой среде сероводорода H2S с концентрацией на уровне ПДК рекомендуем в течение первых суток зафиксировать уровень выходного сигнала.

16. 5 Технические данные

Горючие вещества, образующие газо-паровоздушные смеси, контролируемые сигнализаторами, приведены в таблице 16.1.

Таблица 16.1 - Горючие вещества, образующие газо-парообразные смеси, контролируемые сигнализаторами семейства типа СТМ 10

1 Акрилонит-рил, нитрил акрил. кис-ты	15 Бензин «Калоша»	29 Газ пиролиза этана	43 Изобутиловый спирт, изобутанол	57 Метилэтилкетон, этил метил кетон	71 Пропан
2 Акролеин, акриловый альдегид	16 Бензол	30 Газ каталитического крекинга	44 Изобутилен	58 Муравьинопропиловый эфир	72 Пропилен
3 Аллиловый спирт	17 Бензин экстракционный марки А (гексан. фракц.)	31 Гексан	45 Изобутиловый спирт, изопропанол	59 Газы углеводородные сжиженные ГОСТ 27578-87	73 Пропиловый спирт
4 Амилены (смесь)	18 Бутан	32 Гептан	46 Изопентан	60 Муравьиная кислота	74 Попутный нефтяной газ
5 Амиловый спирт, 1-пентанол	19 Бутадиен	33 Диизопропиловый эфир	47 Изопрен	61 Метилаллен	75 Сильван (метилфуран)
6 Ацетилен	20 Бутилен	34 Дивинил, бутадиен-1,3	48 Ксилол	62 Метилф и гидропиран	76 Скипидар
7 Ацетон, диметилкотон	21 Бутилены (разл. изомеры)	35 Диоксан, диэтилен-диоксан	49 Магнитный лак	63 Непредельные спирты - 3 изомера	77 Сольвент каменноугольный
Продолжение таблицы 16.1
8 Ацетальдегид	22 Бутиловый спирт, бутанол	36 Диметилдиоксан	50 Метакрил-овометиловый эфир, метилме-такрилат	64 Окись пропилена	78 Сольвент нефтяной
9 Ацетонитрил	23 Водород	37 Диоксановые спирты - 3 изомера	51 Метиловый эфир акриловой кислоты, метилакрилат	65 Окись углерода, угарный газ	79 Стирол
10 Бензин А-72	24 Водяной газ	38 Диэтиламин	52 Метиловый спирт, метанол, карбинол, дре-весный спирт	66 Окись этилена	80 Тетрагидрофуран, окись диэтилена
11 Бензин А-76	25 Винилнорборнен	39 Диэтиловый эфир, этиловый эфир	53 Метан	67 Октан	81 Толуол
12 Бензин АИ-93	26 Газ коксовых печей	40 Двойной водяной газ	54 Метанол	68 Пентан	82 Топливо Т-1
13 Бензин АИ-98	27 Газ пиролиза керосина	41 Дициклопентадиен	55 Метилбутандиол	69 Петролейный эфир	83 Триметилкарбинол
14 Бензин Б-70	28 Газ природ. топливный сжат. ГОСТ 27577-87	42 Изобутан	56 Метилаль	70 Пиперилены (смесь)	84 Триэтиламин

Продолжение перечня горючих веществ приводятся в таблице 16.2

Таблица 16.2 - Горючие вещества, образующие газо-парообразные смеси, контролируемые сигнализаторами семейства типа СТМ 10

85 Формальдегид (в виде формалина)	86 Фуран	87 Фурфурол	88 Уайт-спирит	89 Уксусная кислота, этановая кислота	90 Уксуснобутиловый эфир, бутилацетат
91 Уксусновиниловый эфир, винилацетат	92 Уксусный альдегид, ацетальдегид	93 Уксуснометиловый эфир, метилацетат	94 Уксусноэтиловый эфир, этилацетат	95 Циклогексан	96 Циклогексанон
97 Окись этилена	98 Циклопентадиен	99 Этан	100 Этилбензол	101 Этилен	102 Этиловый спирт, этанол, винный спирт
103 Этилцеллозольв	104 Этилидеинонор-борнен	105 Пары нефти (смесь газов и паров бутана, гексана, метана)	106 М	107 РМЛ	108 РМЛ-218
109 РМЛ-315	110 Р-10	111 РС-1	112 РС-2	113 РЭ-1
Растворители:
114 РЭ-1В	115 РЭ-2	116 РЭ-4	117 РЭ-4В	118 РЭ-8	119 РЭ-8В
120 РЭ-11	121 РЭ-13	122 РЭ-14	123 РВЛ	124 РФ Г	125 Нефрас А 65/75
126 N649	127 N650
Разжижители:
128 Р-5	129 Р-6	130 Р-60	131 ДМЭ-Р
Разбавители:
132 Р-7	133 РДВ
Горючие вещества сигнализируются только сигнализаторами с принудительной подачей снеси
При применении сигнализаторов для контроля паров этилированных бензинов необходимо датчик защитить от веществ, являющихся ядами для термохимических датчиков. В случае проведения работ по расширению области применения сигнализаторов перечень веществ, может быть дополнен в соответствии с маркировкой по взрывозащите. Для контроля нефраса А65/75 предназначен СТМ-10-0201ДЦ.

Диапазон измерения сигнализаторов по поверочному компоненту в процентах от концентраций, соответствующих ниж­нему концентрационному пределу распространение пламени (НКПР) является 0 – 50. Поверочным компонентом в поверочной газовоздушной смеси (далее ПГС) для сигнализаторов является метан.

Номинальная функция преобразования измерительного преобразователя имеет вид (16.5):

Uc = К_П ∙ С (16.5)

где Uc - выходной сигнал измерительного преобразователя, мВ;

К_П - коэффициент пропорциональности, равный:

по метану - 10, по гексану - 5,5.

С - концентрация измеряемого компонента в ПГС, % НКПР.

Предел допускаемого значения основной абсолютной погрешности сигнализаторов по поверочному компоненту не более - 5 % НКПР

Предел допускаемого значения вариации выходного сигнала измерительного преобразователя не более 2,5 % НКПР.

Предел допускаемого значения дополнительной абсо­лютной погрешности сигнализаторов от изменения температуры окружающей и контролируемой среды в диапазоне рабочих тем­ператур на каждые 10 ° С не более - 1 % НКПР.

Предел допускаемого значения дополнительной абсо­лютной погрешности сигнализаторов от изменения влажности окружающей и контролируемой среды не более ± 4,5 % НКПР.

Предел допускаемого значения дополнительной аб­солютной погрешности сигнализаторов от изменения атмосферного давления на каждые 30 мм Hg от номинального значения (730 - 30) мм Hg не более ± 0,9 % НКПР.

Время срабатывания сигнализации, при концентрации поверочной смеси в 1,6 раза выше сигнальной.

Время прогрева сигнализаторов не более 10 мин.

Время непрерывной работы сигнализаторов без техни­ческого обслуживания и ручного корректирования - 1080 часа.

Дрейф выходного сигнала измерительного преобразова­теля за 168 часов не более ± 2,5 % НКПР.

Давление в линии сжатого воздуха для сигнализато­ров с принудительной подачей смеси от 0,25 до 0,6 Па при изменении давления не более ±10 %.

Загрязненность сжатого воздуха должна быть не более клас­са "5" по ГОСТ 17433-80.

Габаритные размеры составных частей сигнализаторов, мм., не более указанных в таблице 16.3.

Таблица 16.3 – Габаритные размеры составных частей сигнализатора

Условное обозначение сигнализатора	Габаритные размеры составных частей, мм. не более
блока сигнализа­ции и питания	датчик	блок датчика
CTM 10 - 0010 CTM 10 - 0G09	460x200x282	137x77x71	235x130x300

Полный средний срок службы сигнализаторов 10 лет.

Средний ресурс до среднего ремонта - 10000 часов.

Установленный срок сохраняемости 1 год на период до ввода сигнализаторов в эксплуатацию.

16. 6 Указание мер безопасности

Требования безопасности при монтаже, установке и эксплуатации сигнализаторов должны соответствовать «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ).

Прием сигнализаторов в эксплуатацию после монтажа, эксплуатации и ремонта должны соответствовать руководящим до­кументам о работе электроустановок во взрывоопасных зонах.

Эксплуатировать сигнализаторы имеют право лица, оз­накомленные с техническим описанием и инструкцией по эксплу­атации, правилами ведения работ на объекте, где возможна взрывоопасная ситуация, и освоившие правила эксплуатации сиг­нализаторов.

Категорически запрещается, снимать крышку датчика, не отсоединив его кабель от блока сигнализации и питания.

Блок сигнализации и питания устанавливают только вне взрывоопасной зоны, ремонт проводят при отключенном пи­тании сети 220 В.

Заземляющие устройства должны быть выполнены в соот­ветствии с ГОСТ 21130-75. Заземление сигнализатора - в соот­ветствии с ПУЭ.

Необходимо соблюдать требования по обеспечению взрывозащищенности.

Эксплуатация датчика с поврежденными элементами или пломбами категорически запрещается.

16. 7 Подготовка сигнализатора к работе

16. 7. 1 Установка порогов срабатывания сигнализации

Сигнализаторы выпускаются с настроенным «ПОРОГОМ 2», равным (110 ± 3) мВ, что соответствует 11 % НКПР метановоздушной смеси.

В случае метановоздушой смеси сигнализация сработает при концентрации, заданной "ПОРОГОМ 2" (с учетом погрешностей).

При контроле совокупности компонентов сигнализация «ПОРОГ 2» сработает в диапазоне расчетных концентраций С_2Н – С_2В (с учетом погрешностей измерения),

где - С_{2 Н} = U_С2 / 10 – нижняя, расчетная границ диапазона, % НКПР;

С_2В = U_С2 / 5 - верхняя расчетная граница диапазона, % НКПР.

U_С2 – измерение напряжения порогов срабатывания сигнализации концентрации «ПОРОГА 2».

«ПОРОГ 1» (U_С1) устанавливается предприятием - по­требителем. Он должен быть ниже «ПОРОГА 2». При контроле метановоздушной смеси во всех сигнализато­рах сигнализация сработа­ет при расчетной концентрации C₁ (в процентах НКПР), задан­ной напряжением U_С1 (в милливольтах) «ПОРОГА 1» (с учетом по­грешностей измерения, то есть ± 5 % НКПР).

C₁ = U_С1 / 10 (7.1)

При контроле совокупности компонентов сигнализация порог "1" сработает в диапазоне расчетных концентрации С_1Н – С_1В,

где С_1Н = С₁ = U_С1 / 10 - нижняя расчетная граница диапазона, % НКПР;

С_1В = U_1В / 5 – верхняя расчетная граница диапазона, % НКПР.

16. 7. 2 Проверка сигнализаторов по поверочной смеси

Сигнализаторы должны быть прогреты после включе­ния; должен быть выставлен нуль.

Сигнализаторы проверя­ются по метановоздушной смеси концентрации 20 % НКПР. Контроль показаний сигнализаторов с отсчетны уст­ройством необходимо вести по цифровому индикатору (в процентах НКПР), ос­тальных сигнализаторов - по вольтметру, подсоединенному к гнезду "U_С" (в милливольтах) или по автоматичес­кому потенциометру.

При нормальной температуре поверочной смеси или контроли­руемой среды (25 ± 10) °С показания цифрового индикатора и вольтметра должны соответствовать концентрации метановоздуш­ной смеси, указанной на баллоне, согласно следующим формулам (16.7), (16.8)

С = (С' ∙ 18, 94) ± 5, (16.7)

U_С = (С' ∙ 18, 94) ± 5 ∙ 10, (16.8)

где С - показание цифрового индикатора сигнализатора, % НКПР;

С' - концентрация метановоздушной поверочной смеси, объ­емная доля, в процентах;

U_С - напряжечие сигнала на гнезде "U_С", мВ.

При температурах поверочной или контролируемой среды, отличающихся от нормальной, показания цифрового индикатора и вольтметра должны соответствовать концентрации метановоздушной смеси, указанной на баллоне, согласно следуюшим формулам (16.9), (16.10):

С = (С' ∙ 18, 94) ± 5 ± (T – 25) / 10, (16.9)

U_С = (С' ∙ 18, 94) ± 5 ± (Т-25) / 10 ∙ 10, (16.10)

где Т - температура поверочной смеси, равная температуре сре­ды в месте установки датчика, °С.

После подачи поверочных смесей переменным резистором "КАЛИБР" отрегулировать пока­зания сигнализаторов по цифровому индикатору и вольтметру и установить их равными следующим величинам:

при нормальной температуре:

С = С' ∙ 18, 94 + 0,5, (16.11)

U_С = С' ∙ 18, 94 + 0, 5) ∙ 10, (16.12)

При температуре, отличающейся от нормальной:

С = С' ∙ 18,94 + 0,5 +∆С_Т, (16.13)

U_С = (С' ∙ 18, 94 + 0,5 +∆С_Т) ∙ 10, (16,14)

где ∆С_Т - температурная поправка, % НКПР, при проверке сигнализаторов по метановоздушной смеси концентрации 40 % НКПР.

Температурная поправка приведена в таблице 16.4.

Таблица 16.4 – Температурная поправка

Обозначение показателя	Значения поправки СТ от температуры
Температура смеси, (среды), °С							-5	-15	-25	-35	-45	-50
СТ, % НКПР	-2,1	-2,0	-2,5				0,5	1,0	1,0	1,0	0,5	0,0

Если концентрация поверочной смеси отличается от 40 % НКПР более чем 5 % НКПР, то значение температурной поправки, приведенной в таблице 16.4, пересчитать по формуле (16.15):

∆С_Т = С' / 40 , (16.15)

где ∆С_Т - температурная поправка из таблицы 16.4, в % HКПP;

С'- концентрация поверочной смеси, % HКПP.

Если концентрация поверочной смеси при поверке сигнализаторов отличается от 20 % НКПР, более чем на 2,5 % НКПР, то значение температурной поправки приведённой в таблице 16.4 пересчитать по формуле (16.16):

∆С_Т = С'/20 (16.16)

16. 8 Измерение параметров и регулирование

После монтажа, ремонта и в процессе эксплуатации необходимо производить контроль параметров и регулирование сигнали­заторов. Для контроля и регулирования используются гнезда: «Uc1», «U», «С2»; переменные резисторы «C1», «С2», на передней панели МИП, выключатели «C1», «C2» в МПОП, цифровой индикатор и вольтметр типа В7-38.

Проверку (установку) нуля с анализаторов производить при отсутствии на датчике горючих газов и паров.

Установку порогов срабатывания сигнализации «порог 1» и «порог 2» производить в соответствии с указанием п.16. 7. 1.

Поверку сигнализаторов по поверочной смеси сигнализаторы проверяют в соответствии с п. 16. 7. 2.

Определить после каждой операции поверки изменение коэффициента преобразования (∆К) сигнализаторов и сравнить с допустимым значением 0,5. В случае если при каждой операции поверки производится калиб­ровка сигнализаторов с установкой расчетного значения (С_расч.), то изменение коэффициента преобразования (∆К) сигнализато­ров определите по формулам (16.17) - (16.28).

Для сигнализаторов с отсчетным устройством

∆К₁ = С_1изм. / С_1расч. - для первой операции поверки, (16.17)

∆К₂ =