Газоанализатор диоксида серы (SO₂)
NLA-10
Газоанализатор NLA-10 предназначен для непрерывных автоматических измерений объёмной доли и массовой концентрации диоксида серы (SO₂) в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны и в технологических газовых смесях, а также в системах контроля промышленных выбросов при использовании системы разбавления пробы. Прибор работает автономно или в составе системы контроля качества воздуха, устанавливается на стол или в стойку.
Принцип измерения — УФ-флуоресценция. Скруббер углеводородов снижает помехи при измерении SO₂, опорный детектор контролирует интенсивность УФ-излучения, адаптивная фильтрация сигнала оптимизирует время отклика. Встроенный фильтр нулевого воздуха позволяет выполнять автоматическую установку нуля. Управление — с цветного сенсорного экрана 7″, связь — RS-232, RS-485, Ethernet (опция).
Диапазон измерений SO₂: от 0,0 до 57,0 мг/м³ (от 0,0 до 20,0 млн-1). Пределы допускаемой основной погрешности — ±15 %. Межповерочный интервал — 1 год, средний срок службы — не менее 10 лет.
Газоанализатор NLA-10 предназначен для непрерывных автоматических измерений объёмной доли и массовой концентрации диоксида серы (SO₂) в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны и в технологических газовых смесях, а также в системах контроля промышленных выбросов при использовании системы разбавления пробы.
Области применения
- Системы контроля качества окружающего воздуха
- Системы непрерывного обнаружения выбросов газа
- Обнаружение источников загрязнения окружающей среды
- Оценка влияния погоды на загрязнение окружающей среды
- Обнаружение SO₂ в целях безопасности
Принцип измерения
Метод — УФ-флуоресценция. Молекулы SO₂ поглощают ультрафиолетовое излучение с длиной волны 190–230 нм и переходят в возбуждённое состояние. Возвращаясь в основное состояние, они испускают флуоресценцию с максимумом интенсивности на 330 нм. При известных интенсивности источника, оптическом пути и температуре газа и при отсутствии помех интенсивность флуоресценции прямо пропорциональна концентрации SO₂ в кювете.
Оптическая схема
Источник излучения — цинковая разрядная лампа. Излучение проходит оптический фильтр 214 нм и плосковыпуклую линзу, пересекает измерительную ячейку и попадает на опорный детектор, сигнал которого используется для корректировки измерений. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) расположен под прямым углом к возбуждающему излучению и принимает флуоресценцию через оптический фильтр 330 нм. Расширяющийся конус ячейки уменьшает рассеяние света и фоновый шум ФЭУ.
Газовый тракт
В режиме измерения проба через клапан и внутреннюю трубку скруббера углеводородов поступает в измерительную ячейку, затем проходит ограничитель расхода, датчики давления и расхода, наружную часть мембранной трубки скруббера и сбрасывается встроенным насосом.
В режиме градуировки и установки нуля клапан переключается на подачу нулевого газа или ПГС; путь газа тот же. Перед подачей нулевого или градуировочного газа избыточное давление необходимо устранить.
Цикл работы включает измерение темнового тока: затвор УФ-лампы закрывается, и прибор регистрирует темновой сигнал ФЭУ. Длительность фаз настраивается.
- Метод УФ-флуоресценции, диапазон от 0,0 до 57,0 мг/м³ (от 0,0 до 20,0 млн-1)
- Единицы измерения: нмоль/моль (ppb), мкмоль/моль (ppm), мкг/м³, мг/м³
- Мембранный скруббер углеводородов уменьшает помехи при измерении SO₂
- Контроль затухания интенсивности УФ-излучения по опорному детектору
- Измерение темнового тока с механическим затвором УФ-лампы
- Встроенный фильтр нулевого воздуха и клапан для автоматической установки нуля
- Оптимизированное время отклика благодаря адаптивной фильтрации сигнала
- Непрерывная самодиагностика с сигнализацией о неисправностях и журналом аварий
- Измерение не прерывается во время работы оператора с меню
- Цветной сенсорный экран 7″
- Большой объём памяти, автоматическое сохранение данных; архив с интервалами 1 мин, 5 мин и 1 ч, экспорт на USB-накопитель
- Двунаправленные порты RS-232, RS-485, Ethernet (опция)
- Цифровые выходы состояния для вывода рабочих параметров; плата цифрового интерфейса с 8 релейными выходами
- Настольная или стоечная установка, работа автономно или в составе системы
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон измерений SO₂ | от 0,0 до 57,0 мг/м³ (от 0,0 до 20,0 млн-1) |
| Единицы измерения | нмоль/моль (ppb), мкмоль/моль (ppm), мкг/м³, мг/м³ |
| Пределы допускаемой основной погрешности SO₂ в диапазоне от 0,0 до 0,05 мг/м³ включ. (приведённой) | ±15 % |
| Пределы допускаемой основной погрешности SO₂ в диапазоне св. 0,05 до 57,0 мг/м³ (относительной) | ±15 % |
| Температура окружающей среды | от +5 до +40 °C |
| Относительная влажность | от 0 до 95 % |
| Атмосферное давление | от 80 до 106,7 кПа |
| Размеры (Д × Ш × В) | 635 × 430 × 178 мм |
| Масса | не более 15,0 кг |
| Электропитание | 230 В ±10 %, 50 ±1 Гц |
| Средний срок службы | не менее 10 лет |
| Средняя наработка до отказа | не менее 24 000 ч |
Дополнительно
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальная мощность | 400 Вт |
| Расход пробы (номинальный) | 800 ±150 см³/мин |
| Рекомендуемое время прогрева | 30 мин |
| Дисплей | цветной сенсорный, 7″ |
| Интерфейсы | RS-232, RS-485, Ethernet (RJ45, опция), USB для экспорта данных |
| Входной фильтр пробы | фторопластовый, диаметр 47 мм, размер пор 5 мкм |
| Межповерочный интервал | 1 год |
| Условия транспортирования | категория 5 по ГОСТ 15150-69, от −25 до +55 °C, влажность до 95 % при +35 °C |
Место установки должно быть заземлено (сопротивление заземления не более 4 Ом). Рекомендуемая температура в помещении — 20 ±5 °C; вход и сброс пробы выводятся за пределы помещения.
Передняя панель
- Панель управления — цветной сенсорный экран для ввода команд и отображения результатов
- Кнопка включения питания
Задняя панель
| № | Элемент | Назначение |
|---|---|---|
| 1 | Сброс | Штуцер ¼″ для подключения линии сброса |
| 2 | Вход градуировочного газа | Штуцер ¼″ для подключения к динамическому калибратору |
| 3 | Вход пробы | Штуцер ¼″ для пробы |
| 4 | Вход нулевого воздуха | Подвод воздуха к внутреннему фильтру автоматической установки нуля (подключать газовые смеси не допускается) |
| 5 | Вентилятор | Охлаждение внутренних компонентов |
| 6 | Входной фильтр | Защита от механических частиц |
| 7 | Разъём питания | Подключение кабеля питания |
| 8–10 | Цифровые выходы, аналоговые выходы, цифровые входы | Зарезервированы |
| 11–13 | RS-485, RS-232, RJ45 | Передача данных |
Внутреннее устройство
| Узел | Назначение |
|---|---|
| Источник излучения (цинковая лампа) | Источник УФ-излучения |
| Затвор УФ-лампы | Механическая «шторка» тёмного цикла |
| Флуоресцентная камера | Возбуждение молекул SO₂ УФ-излучением и их характеристическая флуоресценция |
| Опорный датчик | Определение интенсивности источника для корректировки измерений |
| ФЭУ | Измерение интенсивности флуоресценции |
| Плата контроля температуры | Контроль температуры ФЭУ |
| Скруббер углеводородов | Удаление углеводородов из пробы, уменьшение помех |
| Датчик давления | Измерение давления пробы |
| Клапан пробы / ПГС | Переключение подачи пробы и ПГС |
| Фильтр нулевого воздуха и клапан автоматической установки нуля | Получение очищенного воздуха и его подача в цикле автоматической установки нуля |
| Встроенный насос | Прокачка пробы через газовые линии |
| Материнская плата | Сбор, обработка данных и управление |
| Сигнальная плата | Регистрация сигнала ФЭУ |
| Платы управления источником излучения и клапанами | Управление УФ-лампой, внутренними клапанами, контроль температуры |
| Плата аналоговых/цифровых выходов | Внешний интерфейс связи и управления |
| Блок питания | Питание 24 В / 12 В |
Материнская плата включает процессор, устройство хранения данных, сенсорный интерфейс, интерфейсы управления и отображения. Плата цифрового интерфейса — модуль расширения материнской платы: выводит наружу RS-232 и RS-485 и имеет 8 цифровых (релейных) выходов.
Прибором управляют с 7-дюймового цветного сенсорного экрана. После включения отображается экран показаний: строка состояния с датой и временем, концентрация SO₂, СКО и расход пробы. С главного экрана доступны четыре меню: «ПОКАЗАНИЯ», «НАСТРОЙКИ», «ДАННЫЕ» и «КАЛИБРОВКА».
НАСТРОЙКИ
- Диагностика — параметры ФЭУ (сигнал, температура, темновой сигнал, управляющее напряжение, нормализованное значение), расход, давление пробы, температура ячейки и корпуса
- Параметры — диапазон, единицы измерения, сглаживание, скользящее среднее, нижний и верхний пределы, порог, фильтр
- Тест — проверка состояния отдельных узлов; показания в этом режиме не являются результатами измерений
ДАННЫЕ
- Измерения — архив с интервалами 1 мин, 5 мин и 1 ч, просмотр по дате, экспорт на USB-накопитель (FAT32)
- Калибровка — история установок нуля и градуировок шкалы
- Аварии — текущие и прошедшие аварийные сигналы
- О системе — версии ПО и аппаратной части, серийный номер
КАЛИБРОВКА
Режимы «НОЛЬ», «ШКАЛА» и «ДАТЧИКИ» — см. вкладку «Калибровка и поверка».
Связь с ПК
- Подключение по RS-232 (по умолчанию) или RJ45; для RS-232 (DB9) используется «прямой» кабель
- IP-адрес по умолчанию для RJ45 — 192.168.1.110
- По умолчанию результаты передаются в млрд-1 (ppb)
- RS-485: контакт 1 — 485_B, 2 — 485_A, 3 — 485_COM
Установка нуля
- В меню «КАЛИБРОВКА» выберите «НОЛЬ», нажмите «СТАРТ» и выберите канал подачи: «ПРОБА» или «ПНГ/ПГС». Доступна также автокалибровка нуля по встроенному фильтру нулевого воздуха.
- Клавиша «ВВОД» становится активной через 1 мин. Следите за стабильностью по графику и СКО.
- При СКО ≤ 0,05 нажмите «ВВОД».
Время подачи нулевого газа рекомендуется более 10 мин.
Градуировка шкалы
- В меню «КАЛИБРОВКА» выберите «ШКАЛА», нажмите «СТАРТ» и выберите канал «ПРОБА» или «ПНГ/ПГС».
- Введите концентрацию SO₂ в ПГС в млрд-1 (ppb). Рекомендуемая концентрация — 80 % диапазона измерений.
- При СКО ≤ 0,5 нажмите «ВВОД».
Датчики
Режим «ДАТЧИКИ» служит для калибровки датчиков давления и расхода по аттестованным эталонным средствам измерений: оператор вводит эталонное значение и нажимает «ВВОД».
Периодичность
В первые три месяца эксплуатации прибор рекомендуется градуировать раз в 2 недели, далее — не реже 1 раза в месяц. В передвижных лабораториях градуировку рекомендуется проводить перед каждым выездом. Для градуировки обычно используют динамический генератор газовых смесей совместно с генератором нулевого воздуха.
Поверка
Газоанализатор требует регулярной поверки, межповерочный интервал — 1 год. Контроль работоспособности осуществляется в соответствии с методикой поверки 91441-24.
Работы по техническому обслуживанию выполняют только специалисты с соответствующей квалификацией.
| Работа | Периодичность |
|---|---|
| Градуировка | 1 месяц |
| Замена входного пылевого фильтра | 2 недели |
| Проверка оптических, электрических и газовых параметров | 2 недели |
| Проверка герметичности | 6 месяцев |
| Очистка ограничителя расхода | 6 месяцев |
| Замена внутреннего фильтра нулевого газа | 1 год |
| Замена соленоидных клапанов | 1 год |
| Замена скруббера углеводородов | 1 год |
| Замена мембранного вакуумного насоса | 1 год |
| Замена осушителя ФЭУ | 1 год |
| Замена цинковой УФ-лампы | 2 года |
| Настройка параметров в сервисном режиме | по необходимости (выполняет сервисная служба) |
При работе в запылённой среде, при наличии агрессивных компонентов в воздухе или высоком содержании химически активных веществ в пробе ресурс расходных материалов сокращается. Периодичность градуировки — рекомендательная.
Контроль рабочих параметров
Показания экрана «ДИАГНОСТИКА» сравнивают с номинальными значениями:
| Параметр | Номинальное значение |
|---|---|
| Опорный детектор, В | 0,5–3 |
| Расход пробы, см³/мин | 800 ±150 |
| Давление в ячейке, бар | 0,79–1,01 |
| Температура в ячейке, °C | 50 ±1 |
| Давление насоса, бар | 0,34–0,55 |
| Напряжение ФЭУ, В | 1–4 |
| Темновой сигнал ФЭУ, В | < 0,05 |
| Температура ФЭУ, °C | 6–9 |
| БПВН, В | 300–825 |
| Температура корпуса, °C | 10–40 |
Проверка герметичности: вход пробы перекрывают заглушкой ¼″ — расход должен быть ниже 50 см³/мин в течение 60 с.
Аварийные сигналы
| Код | Сообщение | Что сделать |
|---|---|---|
| 1 | Окончание срока службы скруббера углеводородов | Заменить скруббер, сбросить счётчик ресурса в сервисном меню |
| 2 | Окончание срока службы фильтра автоматической установки нуля | Заменить фильтр нулевого воздуха, сбросить счётчик ресурса в сервисном меню |
| 21, 22, 26, 27 | Температура корпуса, УФ-лампы, фотометра или реакционной камеры вне нормы | Проверить температуру в помещении и в корпусе, работу вентиляторов, соответствующий датчик температуры |
| 31, 32 | Давление пробы в газовых линиях или в реакционной камере вне нормы | Проверить, не заглушён ли вход пробы и нет ли на нём избыточного давления; проверить показания датчиков давления |
| 33, 41 | Давление насоса или расход пробы вне нормы | То же, а также проверить датчик расхода и провести тест на герметичность |
| 51 | Ошибка ФЭУ | Обратиться к поставщику |
| 52 | Ошибка опорного детектора | Проверить интенсивность УФ-лампы, заменить лампу, выполнить внутреннюю калибровку |
| 53 | Ошибка темнового тока | Проверить работу затвора УФ-лампы, заменить затвор |
| 54 | Некорректная интенсивность УФ-лампы | Проверить работу лампы, выполнить юстировку или заменить лампу |
| 55 | Ошибка градуировки | Повторить градуировку, выполнить внутреннюю калибровку |
| 61, 66, 67 | Ошибка ЭСППЗУ, ошибка АЦП | Обратиться к поставщику |
| 62–65 | Ошибка подключения материнской платы, платы цифровых выходов, платы управления реле (клапанов) | Проверить контакты и сигнальные провода, при необходимости заменить плату |
| 71, 72 | Ошибка датчика температуры корпуса или фотометра | Проверить датчик |
| 74 | Ошибка SD-карты | Проверить подключение SD-карты |
| 99 | Запуск системы | Дождаться завершения запуска |
| Наименование | Обозначение | Количество |
|---|---|---|
| Газоанализатор | NLA-10 | 1 шт. |
| Комплект ЗИП | — | по заказу |
| Руководство по эксплуатации | — | 1 экз. |
| Паспорт | — | 1 экз. |
Состав комплекта ЗИП определяется при заказе. В базовую поставку входит комплект из 25 фторопластовых фильтров пробы диаметром 47 мм с размером пор 5 мкм; один из них устанавливается в прибор на заводе.
Расходные материалы и сменные узлы
- Входной пылевой фильтр
- Внутренний фильтр нулевого газа
- Соленоидные клапаны
- Скруббер углеводородов (полупроницаемая мембранная трубка) в сборе
- Мембранный вакуумный насос
- Комплект осушителя ФЭУ
- Цинковая УФ-лампа