Градуировка в лабораторных условиях и контрольно-измерительные приборы

11.8.1 Оборудование и приспособления для градуировки

Все поверочные газовые смеси и вспомогательное оборудование для проведения градуировки должны обладать соответствующими характеристиками для обеспечения надежных результатов градуировки. Основными компонентами набора оборудования для градуировки являются:

a) поверочная газовая смесь в баллоне под давлением. Как правило, содержание определяемого компонента в поверочной смеси находится в пределах от 25% до 90% верхнего предела диапазона измерений газоанализатора. Относительная погрешность аттестации основного компонента в поверочной смеси не должна превышать 5%. Баллон может иметь специальную обработку внутренней поверхности, если поверочная газовая смесь имеет многокомпонентный состав и предназначена для одновременной градуировки датчиков горючих и токсичных, химически активных газов;

b) в ряде случаев для газоанализаторов, предназначенных для определения горючих паров, трудно обеспечить стабильность поверочных смесей в баллонах под давлением или в сосуде с низким давлением. В таких случаях изготовитель должен предоставить данные по относительной чувствительности, что позволит использовать более доступные газовые смеси для проведения градуировки;

c) для уменьшения давления на входе в газоанализатор на баллон с поверочной газовой смесью необходимо устанавливать редуктор, который может быть как с фиксированным, так и с регулируемым давлением на выходе. Во многих случаях поверочную газовую смесь не следует подавать на газоанализатор при избыточном давлении, и тогда дополнительно может понадобиться регулятор расхода для того, чтобы установить значение расхода в соответствии с указаниями изготовителя;

d) для газоанализаторов с принудительным отбором пробы традиционным методом, обеспечивающим подачу газа при атмосферном давлении, что соответствует условиям эксплуатации, является применение пластикового пробоотборного мешка, наполненного поверочной газовой смесью. В качестве альтернативы можно установить на выходе регулятора расход больший, чем отбирает устройство отбора пробы, а излишек поверочной смеси сбрасывать в атмосферу. В настоящее время доступны регуляторы давления со встроенным регулятором расхода, что оговаривается при заказе.

В современном оборудовании редуктор давления часто комбинируется с регулятором расхода, который может обеспечить требуемый расход пробы при минимальном разряжении на выходе;

e) для подачи поверочной газовой смеси на газоанализатор с диффузионным отбором пробы и некоторые газоанализаторы с принудительным отбором используют регуляторы с фиксированным расходом и механическим индикатором расхода или настраиваемые регуляторы, оборудованные датчиком расхода;

f) как правило, для подачи поверочной газовой смеси на газоанализаторы с принудительным отбором пробы требуется только трубка. Для газоанализаторов с диффузионным отбором необходимы специальные устройства для подачи поверочной газовой смеси - адаптеры. Они разрабатываются изготовителем газоанализаторов и служат для того, чтобы поверочная газовая смесь окружала датчик(и) и не позволяла проникнуть окружающему воздуху. Но, что более важно, конструкция адаптера в сочетании с определенным расходом поверочной газовой смеси создает условия, при которых сигнал датчика оказывается в точности такой же, как и при диффузионном отборе пробы из анализируемой среды соответствующего состава;

g) градуировка трассовых газоанализаторов в процессе эксплуатации может осуществляться с помощью контрольной ячейки. Контрольная ячейка заполняется поверочной газовой смесью, состоящей из горючего газа и азота. Произведение концентрации поверочного газа на длину ячейки есть интегральная концентрация. Чаще всего проверка работоспособности регулярно осуществляется при помощи предварительно откалиброванного оптического фильтра, поставляемого изготовителем. В обоих случаях средство калибровки располагается между трансмиттером и ресивером или между трансивером и световозвращателем.

Примечание - Всегда необходимо принимать меры против повреждения предварительно откалиброванного оптического фильтра. Даже небольшие царапины, следы пыли, отпечатки пальцев, другие загрязняющие вещества могут привести к значительному искажению показаний. Не следует использовать последовательность из нескольких откалиброванных оптических фильтров;

h) оборудование для градуировки и соединительные трубки не должны адсорбировать компоненты поверочной газовой смеси и должны быть устойчивы к коррозии. Для этой цели могут потребоваться специальные материалы, особенно когда в состав газоанализатора входят датчики таких химически активных веществ, как сероводород или хлор;

i) некоторые современные переносные газоанализаторы со встроенными микропроцессорами и каналами передачи данных комплектуются специализированными градуировочными устройствами, также имеющими канал передачи данных, через который на компьютер передаются сообщения о результатах градуировки. Они также могут выдавать показания, основанные на данных по относительной чувствительности, таким образом, оборудование, градуированное по метановоздушной смеси, будет показывать концентрацию, например, пентана;

j) в других случаях, особенно это касается стационарных газоанализаторов, используют портативный пульт управления с каналом передачи данных, с помощью которого можно подключиться к газоанализатору и провести необходимые настройки;

k) корректировка чувствительности в последних двух случаях происходит программно, поэтому необходимо применять только поверочную газовую смесь, указанную изготовителем газоанализатора, подавая ее с рекомендованным расходом.

С учетом всего многообразия вариантов при выборе поверочной газовой смеси и оборудования, необходимого для градуировки столь сложных газоанализаторов, первым, и возможно единственным, вариантом будет оборудование, рекомендованное изготовителем для каждой конкретной модели газоанализатора.

11.8.2 Проведение градуировки в лабораторных условиях

11.8.2.1 Общие положения

Оборудование для градуировки следует выбирать в соответствии с рекомендациями, приведенными в 11.8.1 настоящего стандарта.

11.8.2.2 Газовые смеси

Проверку по газовым смесям необходимо проводить в проветриваемом помещении, использованные газовые смеси сбрасывать за пределы помещения.

11.8.2.3 Стабилизация

Газоанализаторы должны быть выдержаны в помещении, где будут проводить градуировку, до достижения температурного равновесия, после чего необходимо подготовить газоанализаторы к работе в соответствии с руководством по эксплуатации.

11.8.2.4 Регулировка нулевых показаний

Регулировку нулевых показаний обычно проводят на чистом воздухе или, когда невозможно гарантировать его чистоту, при подаче нулевого газа (обычно это сухой воздух) из баллона под давлением. При этом используют оборудование, описанное в 11.8.1.

11.8.2.5 Регулировка чувствительности

Необходимо подать поверочную газовую смесь на газоанализатор и зафиксировать его показания. При необходимости установить значения показаний равными паспортному значению содержания целевого компонента в поверочной газовой смеси. В ряде случаев эта установка выполняется автоматически. После этого следует подать нулевой газ и убедиться, что показания вернулись к нулю. Может возникнуть необходимость повторить операции регулировки нуля и чувствительности, если в оборудовании эти регулировки влияют друг на друга.

11.8.2.6 Проверка аварийной сигнализации

Необходимо убедиться, что аварийная сигнализация сработает, когда содержание определяемого компонента достигнет порогового значения. Необходимо следовать рекомендациям изготовителя при выборе газовой смеси для градуировки газоанализаторов, имеющих аварийную сигнализацию, так как содержание определяемого компонента в поверочной смеси должно превышать установленный порог срабатывания аварийной сигнализации (чтобы гарантировать ее срабатывание).

11.8.2.7 Отчет о техническом обслуживании

Градуировка является последней операцией, выполняемой перед передачей газоанализатора в эксплуатацию. Рекомендуется, чтобы данные о градуировке заносились в отчет о техническом обслуживании газоанализатора. Отчет о техническом обслуживании (или заменяющий его документ) должен быть дополнен при следующей передаче газоанализатора для прохождения технического обслуживания. В приложении D можно найти образец типового отчета о техническом обслуживании.

Приложение A

(обязательное)

Принципы измерения

A.1 Общие положения

Описания принципов действия различных типов датчиков приведены в настоящем приложении более подробно, чем в разделе 5, и предназначены для инженеров и лиц, ответственных за выбор, разработку и установку газоанализаторов, а также для лиц, проводящих обучение. В настоящем приложении описаны преимущества, типичные применения и ограничения девяти универсальных типов газоанализаторов. Ограничения по применению включают влияние неопределяемых компонентов, а также веществ, вызывающих потерю чувствительности датчиков (каталитических ядов).

По своему принципу действия термокаталитические датчики (см. A.2) и анализаторы температуры пламени (см. A.8) предназначены для определения горючих газов путем их сжигания и поэтому не могут служить для определения негорючих газов и паров. Другие датчики, описанные в настоящем приложении, предназначены для определения как горючих, так и негорючих газов, их принцип действия основан на различных физических и химических свойствах этих газов.

Для удобства читателя данные таблицы A.1 полностью соответствуют данным таблицы 1 раздела 5, изменены лишь ссылки на пункты согласно настоящему приложению.

Таблица A.1 - Обзор газоаналитического оборудования с различными принципами измерений


	Каталити- ческий датчик	Термокон- дуктомет- рический датчик	Инфра- красный датчик	Полупро- водниковый датчик	Электро- химический датчик	Пламенно- иониза- ционный датчик	Анализатор темпера- туры пламени	Фотоиони- зационный датчик	Парамаг- нитный датчик кислорода
Подробности в пункте	A.2	A.3	A.4	A.5	A.6	A.7	A.8	A.9	A.10
Необходимость присутствия в газовой пробе	да	нет	нет	(нет)	(нет)	(нет)	да	нет	Не применяется
Типичные диапазоны измерения горючих газов	100% НКПР	0-100 об.д.%	0-100 об.д.%	100% НКПР	100% НКПР	100% НКПР	100% НКПР	100% НКПР	Не применяется
Типичный диапазон измерений для трассовых газоанализаторов	Не применяется	Не применяется	0-5% НКПР·м	Не применяется	Не применяется	Не применяется	Не применяется	Не применяется	Не применяется
Типичные диапазоны измерений для кислорода	Не применяется	Не применяется	0-100 об.д.%	Не применяется	0-100 об.д.%	Не применяется	Не применяется	Не применяется	0-100 об.д.%
Горючие газы, не поддающиеся измерению	Большие молекулы	(см. 5.3)		(см. 5.5)	Алканы	,	(см. 5.8)	, ; IP>X	Горючие газы
Относительное время срабатывания	В зависимости от вещества	Среднее	(Малое)	В зависимости от вещества	Среднее	Малое	Малое	Малое	От малого до среднего
Влияние негорючих газов	нет	, фреоны	(Да)	, ,	,	, фреоны	(фреоны)	Вещество IP<X	,
Отравление	; ; ;	нет	нет	; ;	(нет)		нет	нет	нет
Необходимость внешних газов	нет	нет	нет	нет	нет	да	да	нет	(да/нет)
Примечания Качественное сравнение принципов измерения. Данные значения не учитывают время срабатывания газоанализаторов с принудительным пробоотбором. В таблице приведены наиболее типичные примеры. Хлорированные углеводороды. Органические галогенные или неорганические галоидные соединения. ИП - ионизационный потенциал вещества; Х - энергия УФ-лампы детектора. Данные в скобках условны. См. соответствующий подпункт.