Одним из приоритетных направлений применения контрольно-измерительной техники является газовое хозяйство. В частности, такие параметры, как температура и влажность воздуха, давление газа подлежат обязательному контролю при монтаже, эксплуатации и сервисном обслуживании бытовых и промышленных счетчиков газа. Счетчики предназначены для учета объема неагрессивного, неоднородного по химическому составу природного газа (ГОСТ 5542) при плавно меняющихся его потоках и рабочей температуре газа от −20 до +50°С. Также счетчики применимы для измерения (учета) объема других неагрессивных очищенных и осушенных газов (воздух, азот, аргон и др.) с плотностью не менее 0,67 кг/м3.
Согласно ГОСТ 15150 работа счетчиков должна быть организована при следующих климатических условиях:
- температура окружающего воздуха от −40 до +50°С (в зависимости от диапазона температуры окружающей среды корпус счетчиков выполняется из разных материалов);
- влажность воздуха до 95%.
Помимо этого, необходим контроль температуры и давления измеряемого газа. Параметры должны соответствовать:
- температура от −20 до +50°С;
- рабочее давление измеряемого газа в месте установки счетчика от 1200 Па до 6,3 МПа (от 0,012 до 63 кгс/см2), наибольшее допускаемое давление не более 7,5 МПа.
Рассмотрим примеры использования контрольно-измерительных приборов при работе с газовыми счетчиками, а также в составе установок поверки счетчиков газа.
Установки поверки и оценка параметров микроклимата в процессе эксплуатации газовых счетчиков
Установки предназначены для поверки бытовых и промышленных счетчиков газа при их изготовлении и эксплуатации.
Рассмотрим пример установки поверки, изготовленной в климатическом исполнении УХЛ категории 4 по ГОСТ 15150–69. Для такого исполнения требования к параметрам окружающей среды:
- рабочая температура, 20±3°С;
- относительная влажность окружающего воздуха, от 30 до 80%;
- атмосферное давление, от 86 до 106,7 кПа.
Для прецизионного контроля этих параметров в составе установок поверки газовых счетчиков используются портативные микропроцессорные термогигрометры с SD-картой памяти, USB интерфейсом и дополнительной индикацией давления ИВТМ-7 М6-02.
Отличительной особенностью термогигрометра ИВТМ-7М6–02 является запись результатов измерений на съёмную карту памяти microSD, что позволяет удобно переносить результаты измерений на компьютер. Возможно использование любой карты памяти MicroSD. При помещении в слот прибор автоматически форматирует карту. В базовом комплекте поставки с прибором предусмотрена карта памяти на 2 Гб – этого объема достаточно, чтобы записать 4 194 304 результатов измерений. При фиксации значений температуры и влажности воздуха 1 раз в минуту объема памяти прибора в режиме постоянной работы хватает на 2912,7 суток. Дополнительный канал индикации атмосферного давления позволяет контролировать этот параметр одновременно с температурой и относительной влажностью воздуха в режиме реального времени.
Также в ИВТМ-7 М6–02 реализована возможность работы с компьютером через USB-интерфейс.
Помимо ИВТМ-7М-6–02 можно также использовать другие термогигрометры серии ИВТМ-7М.
Приборы этой серии применяются не только в составе установок поверки, но и при эксплуатации газовых счетчиков для оценки параметров микроклимата на соответствие ГОСТ 15150.
Достоинства приборов ИВТМ-7 М:
- относятся к классу профессионального оборудования;
- отличаются высокой точностью и надежностью измерений (погрешность измерения относительной влажности составляет ±2%, температуры ±0,2 °С);
- осуществляют автоматическую запись (протоколирование) измеренных значений (до 10000 результатов измерений) в энергонезависимую память в режиме реального времени;
- позволяют настраивать пороги световой и акустической сигнализации;
- имеют малые габаритные размеры и вес (менее 120 г).
В портативных приборах серии ИВТМ-7 М в зависимости от модификации реализованы функции: передачи измеренных параметров по радиоканалу (ИВТМ-7 М4), объединения в измерительную сеть (все модификации), дополнительной индикации атмосферного давления (ИВТМ-7 М5) и работы с компьютером по RS 232, RS 485 и USB интерфейсам. Индикатор в приборах может быть жидкокристаллическим либо светодиодным (ИВТМ-7 М-С — для использования в помещениях со слабой освещенностью и пониженной температурой воздуха).
Стационарные термогигрометры, помимо измерения температуры и относительной влажности воздуха, осуществляют также регулирование этих параметров при помощи реле. Для поддержания температуры и относительной влажности воздуха в определенных пределах устройства коммутации включают/выключают исполнительные устройства – вентиляционное оборудование, системы кондиционирования, нагреватели и др.
Контроль температуры, влажности и давления газа при эксплуатации счетчиков газа
Для контроля этих параметров в газовой промышленности нашли широкое применение приборы серии ИВГ-1.
Измерители микровлажности газов серии ИВГ-1 предназначены для измерения влагосодержания (точки росы) и индикации температуры в неагрессивных газовых средах (природный газ, азот, аргон, воздух, гелий, кислород, элегаз и другие).
Стационарные приборы этой серии также комплектуются преобразователями давления, рассчитанными на проведение измерений до 400 атм.
Преимущества приборов серии ИВГ-1 перед аналогичными изделиями других отечественных и зарубежных фирм:
- реализация принципа ‛Plug&Play“, что обеспечивает возможность подключения к одному измерительному блоку нескольких первичных преобразователей различного конструктивного исполнения без дополнительной настройки;
- учет влияния температуры на измерение микровлажности;
- возможность пересчета значений микровлажности в зависимости от давления анализируемого газа. Измерение микровлажности газа, находящегося под давлением до 25 атм., 160 атм., 400 атм. (в зависимости от модификации);
- реализована возможность представления измеренных значений влажности в °С тр, ppm, мг/м3, % отн. вл.
Приборы выпускаются в различном конструктивном исполнении: портативные и стационарные, одноканальные и многоканальные модификации, в том числе в искробезопасном исполнении.
1. Портативный одноканальный измеритель микровлажности газов ИВГ-1 К-П
рекомендуется использовать для проведения оперативного контроля микровлажности неагрессивных технологических газов.
2. Стационарный измеритель и измеритель-регулятор микровлажности газов ИВГ-1 МКС-2А и ИВГ-1 Р-МК-4Р-2А.
Отличительные особенности:
- наличие USB интерфейса связи с компьютером;
- наличие двух аналоговых выходов 4…20, 0…5, 0…20 мА;
- наличие разъема для подключения датчика давления ИПД;
- объём памяти статистики – до 30 тысяч точек записи;
- наличие у ИВГ-1 Р-МК-4Р-2А нескольких режимов управления: логическое, по гистерезису, ПИД-управление.
3. Стационарный микропроцессорный одноканальный измеритель и измеритель-регулятор микровлажности газов в щитовом исполнении корпуса ИВГ-1 МК-С-М и ИВГ-1 Р-МК-М-хР-хА.
Отличительные особенности:
- питание от сети 220 В, возможно автономное питание от 12 или 24 В;
- предназначены для крепления прибора «в щит»;
- в модификации ИВГ-1 Р-МК-М-хР-хА реализована возможность управления внешними исполнительными устройствами при помощи встроенного в корпус реле.
- также предусмотрены дополнительные аналоговые выходы. Таким образом, в одном приборе может быть реализовано:
- два аналоговых выхода – ИВГ-1 Р-МК-М-2А;
- два реле – ИВГ-1 Р-МК-М-2Р;
- один аналоговый выход, одно реле – ИВГ-1 Р-МК-М-1Р-1А.
4. Микропроцессорный восьмиканальный измеритель-регулятор микровлажности газов ИВГ-1/8 Р-МК-хР-хА.
В приборе ИВГ-1/8 Р-МК-хР-хА реализованы дополнительные функции:
- наличие USB интерфейса связи с компьютером;
- возможность установки до шестнадцати встроенных устройств реле для управления внешними исполнительными устройствами (ИВГ-1/8-Р-МК-16Р);
- возможность реализации до шестнадцати аналоговых выходов 4…20, 0…5, 0…20 мА с возможностью управления по ним (ИВГ-1/8 Р-МК-16А);
- возможность совмещения в одном измерительном блоке прибора до восьми реле и восьми аналоговых выходов (ИВГ-1/8 Р-МК-8Р-8А);
- наличие разъема для подключения датчика давления ИПД;
- отображение параметров регулирования на передней панели блока измерения и индикации;
- объём памяти статистики – до 30 тысяч точек записи;
- наличие нескольких режимов управления: логическое, по гистерезису, ПИД-управление. Программа управления по каждому каналу может содержать свыше 500 «шагов», длительность каждого «шага» до 36 часов.
5. Четырехканальный измеритель-регулятор микровлажности газов в щитовом исполнении корпуса ИВГ-1/4Р-МК-хР-хА-Щ.
Отличительные особенности:
- USB интерфейс связи с компьютером;
- расширенный диапазон питания 110-250В;
- до восьми встроенных устройств коммутации (реле) для управления внешними исполнительными устройствами (ИВГ-1/4Р-МК-4Р-Щ, ИВГ-1/4Р-МК-8Р-Щ);
- до восьми аналоговых выходов 4…20, 0…5, 0…20 мА с одним общим контактом (ИВГ-1/4Р-МК-4А-Щ, ИВГ-1/4Р-МК-8А-Щ);
- отображение параметров регулирования на передней панели блока измерения и индикации;
- объём памяти статистики до 30 тысяч точек записи;
- наличие нескольких режимов управления: логическое, по гистерезису, ПИД-управление.
Стационарные приборы серии ИВГ-1 могут поставляться не только в общепромышленном, но и во взрывозащищенном исполнении. В состав приборов во взрывозащищенном исполнении (ИВГ-1 Р-МК-В, ИВГ-1 МК-С-В) помимо измерительного блока и преобразователя входит барьер искрозащиты БИ-1 П. Барьер имеет маркировку взрывозащиты ‛[Exia]IIC“ и соответствует ТУ 4215-002-70203816-06
Основные сферы применения измерителей микровлажности серии ИВГ-1 включают в себя анализ влажности различных технологических газов в нефтехимической и газовой промышленностях, инструментального воздуха, сварочных газов, изолирующих газов высоковольтных переключателей и трансформаторов, измерение влажности в установках разделения воздуха при транспортировке природного газа и многое другое.
Комплексный контроль газов в воздухе при установке, эксплуатации и ремонте бытовых и промышленных счетчиков газа
Как в бытовых, так и в промышленных масштабах использование метана и сопутствующих газов влечет за собой опасность их утечек из газопровода, и, как следствие, вероятность возникновения угрозы жизни и здоровью людей, работающих на предприятиях газовой отрасли, либо жителей жилых домов, пользующихся бытовым газом.
Для оперативного комплексного контроля различных газов, в том числе метана (СН4) и его аналогов на предприятиях газового хозяйства и в жилом секторе используются прецизионные многокомпонентные газоанализаторы серии МАГ-6.
Они предназначены как для оперативного, так и для непрерывного (круглосуточного) измерения и регулирования концентрации шести газов – метана (СН4), кислорода (О2), монооксида углерода (СО), диоксида углерода (СО2), сероводорода (Н2S) и аммиака (NH3) – одновременно от 1 до 16 каналов в различной комбинации.
Диапазоны и погрешность измерения:
| Определяемый компонент | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной погрешности газоанализатора | Номинальное времени установления показаний Т0,9ном, с |
| Кислород |
От 0,0 до 30,0% (об.д.) От 0,0 до 100,0 % (об.д.) |
± 0,4% (об.д.) ± 1,0% (об.д.) |
30 |
| Монооксид углерода |
От
св. |
± ± 20% отн. |
30 |
| Диоксид углерода |
От 0,0 до 1,0 % (об.д.) От 0,0 до 10,0% (об.д.) |
±(0,02+ 0,05 · Cвх) % (об.д.) ±(0,1+ 0,05 · Cвх) % (об.д.) |
30 |
| Метан |
От 0,0 до 2,0% (об.д.) св. 2,0 до 5,0% (об.д.) |
± 0,2% (об.д.) ± 10% отн. |
30 |
| Аммиак |
От
Св. |
± ± 20% отн. |
60 |
| Сероводород |
От
Св. |
± ± 20% отн. |
60 |
В МАГ-6 предусмотрена возможность комбинации газовых сенсоров в любом необходимом сочетании.
Газоанализаторы МАГ-6, в которых в качестве чувствительных элементов применяются оптоэлектронные сенсоры на метан (СН4), полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 52136–2003 «Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические» по точности и надежности измерений.
Портативные модификации имеют взрывозащищенное исполнение в металлическом корпусе 1ExibIICT6 X IP 56; взрывозащищенное исполнение стационарных модификаций выносных преобразователей в металлическом корпусе 1ExibIICT6 X IP 56; степень защиты (вода, пыль) измерительного блока прибора стационарного прибора – IP 40.
Соблюдение общих требований безопасности при работе с природным газом
Согласно ГОСТ 12.1.007 природный газ по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности. Он относится к группе веществ, способных образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Концентрационные пределы воспламенения газа (по метану) в смеси с воздухом по температуре 293 К (20 0° C) и нормальном давлении:
- нижний – 5% (по объему);
- верхний – 15% (по объему).
Для газа конкретного состава концентрационные пределы воспламенения определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.044.
Категория и группа взрывоопасной смеси IIА-Т1 – по ГОСТ 12.1.011.
Для контроля взрывоопасных концентраций природного газа в воздухе используются газосигнализаторы метана (СН4) ТГС-3 М (ТГС-3 М-И).
Газосигнализаторы предназначены для контроля содержания метана СН4 (и других углеводородных газов) и выдачи световой и звуковой сигнализации по двум уровням концентрации газа.
Приборы относятся к взрывозащищенному оборудования группы IIо ГОСТ Р 51330.0–99 (МЭК 60079-0-98), выполнены с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» и «взрывонепроницаемая оболочка», имеют уровень взрывозащиты «взрывобезопасная», маркировку взрывозащиты 1ExibIICT6 X, соответствует ГОСТ Р 51330.0–99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р 51330.1–99.1–99 (МЭК 60079-1-98), ГОСТ Р 51330.10–99 (МЭК 60079-11-98) и могут устанавливаться во взрывобезопансых зонах помещений и наружных установках согласно гл. 7.3. ПУЭ, гл. 3.4. ПЭЭП и другим директивным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
Газосигнализаторы серии ТГС-3 зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений РФ под № 15935–07.
Используемые материалы:
1. Руководство по эксплуатации счетчика газа СГ-16М, ОАО Арзамасский приборостроительный завод.
2. ГОСТ 20060–83 ‛Газы горючие природные. Методы определения содержания водяных паров и точки росы влаги.“ (Дата введения 01.07.84).
3. РД 153–34.1–11.320–00 ‛Газ природный. Методики выполнения измерений показателей качества газообразного топлива, поставляемого на тепловые электростанции“. (Приказ Департамента стратегии развития и научно-технической политики РАО ''ЕЭС России'' от 29.12.2000).
Все представленные контрольно-измерительные приборы внесены в Государственный реестр средств измерений и допущены к применению в Российской Федерации в качестве измерительных средств.
