Стационарный взрывозащищенный оптический газоанализатор ИГМ-13 предназначен для автоматических, непрерывных измерений концентрации взрывоопасных углеводородных газов (метан (СН4), пропан (С3Н8), н-гексан (С6Н14), этан (С2Н6), бутан (С4Н10), и-бутан (i-С4Н10), пентан (С5Н12), этилен (С2Н4), пропилен (С3Н6), бензол (C6H6), ацетон ((CH3)2СО), окись этилена (C2H4O), метанол (CH3ОН)) и диоксида углерода (CO2) в окружающей атмосфере.
Область применения оптического газоанализатора ИГМ-13
Прибор может использоваться во взрывоопасных зонах помещений и вблизи наружных технологических установок, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом.
Устройство стационарного взрывозащищенного оптического газоанализатора ИГМ-13
Конструктивно газоанализатор сделан в металлическом цилиндрическом корпусе с крышкой, на боковой поверхности которого находятся кабельный ввод для подключения внешних цепей и модуль оптического датчика. В крышке корпуса имеется прозрачное окно для индикаторных светодиодов.
Включение и выключение прибора осуществляется автоматически при подаче внешнего электропитания. Температура в месте ввода кабеля при максимальной эксплуатационной температуре окружающей среды может достигать до +100 ºС, поэтому необходимо использовать кабельные вводы E1FW, E1FX (либо аналог), а выбор подключаемого кабеля производить исходя из соответствия допустимой температуры его применения, составляющей не менее +120 ºС.
Газоанализатор состоит из следующих функциональных модулей:
- оптический инфракрасный датчик;
- узел сопряжения с датчиком;
- электронный модуль (плата коммутации и интерфейсов), включающий в себя узлы вторичного питания, интерфейсов и внешней коммутации.
Оптический инфракрасный датчик включает в себя инфракрасный светодиод, приемники опорного и измерительного каналов, усилители сигналов, стабилизатор питания и микроконтроллер. Датчик выдает значение концентрации измеряемого газа в цифровой форме по последовательному интерфейсу UART. Датчик имеет искробезопасное исполнение с маркировкой Ex ia IIC U/Ex ia I U и подключается к газоанализатору по искробезопасным цепям.
Плата коммутации и интерфейсов включает в себя узел питания, управляющий микроконтроллер, формирователь сигналов интерфейса RS-485, формирователь сигналов интерфейса токовой петли, формирователь сигналов управления тремя реле («Неисправность», «Превышение 1 порога» и «Превышение 2 порога»), 2 магнитных датчика Уст. «0» и «Калибр.», реагирующих на поднесение постоянного магнита, и светодиоды индикации.
Микроконтроллер выполняет следующие функции:
- управление всеми узлами электронного модуля;
- считывание и обработку сигналов магнитных датчиков;
- индикацию состояния и режима газоанализатора;
- управление выходными реле;
- обмен информацией с оптическим датчиком и внешними устройствами.
Узел питания включает в себя входной выпрямитель с фильтром и стабилизирующий преобразователь напряжения. Основная функция узла питания – обеспечение гальванической развязки и преобразование первичного питающего напряжения в стабилизированное напряжение питания микроконтроллера. Кроме того, этот узел обеспечивает питание узлов интерфейсов токовой петли и RS-485, а также выходных реле.
Принцип действия газоанализатора ИГМ-13
Принцип действия основан на избирательном поглощении инфракрасного излучения молекулами измеряемого газа в соответствующей области длин волн (например, для метана в районе 3,31 мкм).
Инфракрасное излучение светодиода проходит через измерительную газовую кювету диффузионного типа и попадает на 2 фотоприемника, один из которых регистрирует только излучение в диапазоне длин волн 3,31 мкм, а другой в диапазоне длин волн 3.5-3.7 мкм. Исследуемый газ, находящийся в кювете, поглощает излучение рабочей длины волны (λр = 3,31 мкм) и не влияет на излучение опорной длины волны (λо = 3,65 мкм).
Используемый дифференциальный двухволновой метод регистрации дает возможность устранить влияние паров воды, загрязнения оптических элементов и прочих неселективных помех, одинаково влияющих на оба канала.
Метрологические и технические характеристики исполнений оптического газоанализатора ИГМ-13
| Исполнение | Определяемый компонент | Диапазон показаний | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности |
| ИГМ-13-01-X | метан (СН4) | от 0 до 4,4 % об. д. | от 0 до 4,4 % об. д. | ± (0,09 % + 3 %∙С*) |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 100 % НКПР | ± (2 % НКПР +3 %∙С) | ||
| ИГМ-13-02-X | пропан (С3Н8) | от 0 до 1,7 % об. д. | от 0 до 1,7 % об. д. | ± (0,03 % + 3 %∙С) |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 100 % НКПР | ± (2 % НКПР + 3 %∙С) | ||
| ИГМ-13-03-X | н-гексан (С6Н14) | от 0 до 1 % об. д. | от 0 до 0,5 % об. д. | ± 0,05 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-04-X | диоксид углерода (CO2) | от 0 до 2,5 % об. д. | от 0 до 2,5 % об. д. | ± 0,15 % |
| ИГМ-13-05-X | этан (С2Н6) | от 0 до 2,5 % об. д. | от 0 до 1,25 % об. д. | ± 0,125 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-06-X | бутан (С4Н10) | от 0 до 1,4 % об. д. | от 0 до 0,7 % об. д. | ± 0,07 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-07-X | и-бутан (i-С4Н10) | от 0 до 2,6 % об. д. | от 0 до 1,3 % об. д. | ± 0,13 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-08-X | пентан (С5Н12) | от 0 до 1,4 % об. д. | от 0 до 0,7 % об. д. | ± 0,07 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-09-X | этилен (С2Н4) | от 0 до 2,3 % об. д. | от 0 до 1,15 % об. д. | ± 0,12 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-10-X | пропилен (С3Н6) | от 0 до 2 % об. д. | от 0 до 1 % об. д. | ± 0,1 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-11-X | бензол (C6H6) | от 0 до 1,2 % об. д. | от 0 до 0,6 % об. д. | ± 0,06 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-12-X | ацетон ((CH3)2СО) | от 0 до 2,5 % об. д. | от 0 до 1,25 % об. д. | ± 0,13 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-13-X | метанол (CH3ОН) | от 0 до 5,5 % об. д. | от 0 до 2,75 % об. д. | ± 0,28 % |
| от 0 до 100 % НКПР | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ||
| ИГМ-13-14-X | метан (СН4) | от 0 до 100 % об. д. | от 0 до 100 % об. д. | ± (0,05 % + 4 %∙С) |
Примечание: *С - значение объемной доли подаваемого компонента, % (% НКПР).
Дополнительные погрешности исполнений газоанализатора при изменении температуры
| Исполнение | Диапазон измерения | Диапазоны температур окружающей и анализируемой сред при эксплуатации | ||
| от -10 до +15 и от +25 до +40 °C | от -40 до -10 и от +40 до +60 °C | от -60 до -40 °C | ||
| от ИГМ-13-01-Х по ИГМ-13-03-Х и от ИГМ-13-05-X по ИГМ-13-14-X (углеводороды CnHm) | от 0 до 50 % НКПР | ± 5 % НКПР | ± 10 % НКПР | ± 15 % НКПР |
| от 50 до 100 % НКПР | ± 10 % отн | ± 20 % отн. | ± 30 % отн. | |
| ИГМ-13-04-X (углекислый газ CО2) | от 0 до 2 % об. д | ± 0,2 % об. д | не специфицировано | |
| св. 2 до 2,5 % об. д | ± 10 % отн. | |||
Технические характеристики стационарного взрывозащищенного оптического газоанализатора ИГМ-13
| Характеристика | Значение |
| Принцип измерений | инфракрасная адсорбция |
| Метод пробоотбора | диффузионный |
| Индикация | световая |
| Выходные сигналы | RS-485 MODBUS RTU |
| токовый выход 4 - 20 мА | |
| 3 «сухих» контакта реле | |
| HART (по заказу) | |
| Время прогрева при температуре окружающей среды выше -40 °С, сек., не более | 60 |
| Время установления выходного сигнала газоанализатора по уровню 0,9 , сек, не более | |
| - ИГМ-13-01-X и ИГМ-13-14-X | 30 |
| - ИГМ-13-02-X | 40 |
| - от ИГМ-13-03-X по ИГМ-13-13-X | 60 |
| Сопротивление нагрузки цепи токовой петли, Ом, не более | 500 |
| Напряжение питания, В | 12 - 32 |
| Потребляемая мощность, Вт: | 0,7 |
| Материал корпуса | алюминий, нержавеющая сталь |
| Вид и уровень взрывозащиты | 1Exd[ib]IIB T5 Gb X |
| Степень защиты от пыли и воды | IP67 |
| Габаритные размеры, мм, не более: | |
| - газоанализатор | 240×170×130 |
| - упаковка | 300×250×180 |
| Масса, кг, не более: | |
| - исполнение ИГМ-13-x-A (алюминиевый корпус) | 2,5 |
| - исполнение ИГМ-13-x-C (стальной корпус) | 3,5 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °C | от - 60 до +60 |
| - относительная влажность без образования конденсата, % | от 20 до 96 |
| - атмосферное давление, кПа | от 80 до 120 |
| Средняя наработка на отказ, час, не менее | 100000 |
| Полный средний срок службы, лет | 15 |
| Межповерочный интервал, мес. | 24 |
| Гарантийный срок эксплуатации, мес. | 12 |
Индикация состояния газоанализатора ИГМ-13
| Режим | Светодиоды | Токовый выход (мА) | Контакты реле (по умолчанию) | |||||
| зеленый | красный | желтый | синий | «Неисправность» | «Порог1» | «Порог2» | ||
| Нет питания | - | - | - | … | - | разомкн | разомкн | разомкн |
| Измерение и контроль уставок (штатный режим работы) | вкл | выкл | выкл | … | 4 - 20 | замкн | разомкн | разомкн |
| Превышен «Порог1» | вкл | вкл | выкл | … | 4 - 20 | замкн | замкн | разомкн |
| Превышен «Порог2» | вкл | мигает | выкл | … | 4 - 20 | замкн | замкн | замкн |
| Измеряемое значение ≥ 100 % НКПР | мигает | мигает | выкл | … | 22 ± 1 | замкн | замкн | замкн |
| Прогрев |
1. «выкл» при самотестировании; 2. «вкл» при завершении самотестирования |
выкл | мигает (реле порогов отключены) | … | 1 ± 0,4 | замкн | разомкн | разомкн |
| Неисправность | выкл | выкл | вкл (реле порогов отключены) | … | 2 ± 0,4 | разомкн | разомкн | разомкн |
| Данные по RS-485 | … | … | … | кратковременное включение в момент приёма или передачи данных | … | … | … | … |
| Реакция на поднесенный магнит | кратковременное выкл | … | … | … | … | … | … | … |
| Режим градуировки и установки 0 с помощью магнита | кратковременное выкл | мигает | замкн | разомкн | разомкн | |||
Примечания:
«…» - возможно любое значение.
Комплект поставки стационарного взрывозащищенного оптического газоанализатора ИГМ-13
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор ИГМ-13 | МРБП.413347.004 | 1 |
| Взрывозащищенный кабельный ввод* | - | 1 |
| Взрывозащищенная заглушка | - | 1 |
| Упаковка | МРБП.413935.018 | 1 |
| Паспорт | МРБП.413347.004 ПС | 1 |
| Руководство по эксплуатации** | МРБП.413347.004 РЭ | 1 |
| Методика поверки** | МП-156-221-2016 | 1 |
| Адаптер ПГС** | - | 1 |
| Магнит для калибровки** | - | 1 |
Примечания:
* - стандартный комплект. Допускается комплектование в количестве 2 шт. при согласовании с заказчиком;
** - при групповой поставке в один адрес. Допускается комплектование в количестве, согласованном с заказчиком.
Разрешительная документация и сертификаты на взрывозащищенный оптический газоанализатор ИГМ-13
У стационарного взрывозащищенного оптического газоанализатора ИГМ-13 имеется Свидетельство об утверждении типа средств измерений (РФ), Декларация о соответствии, Сертификат соответствия SIL 2 по IEC 61508 и Сертификат соответствия Ех оборудования. Данная документация высылается дополнительно по запросу Потребителя.
Габаритные и установочные размеры стационарного оптического газоанализатора ИГМ-13
Места нанесения пломбы газоанализатора ИГМ-13
Схема поверки газоанализатора
1 - газоанализатор; 2 - насадка; 3 - ротаметр РМ-А-0,063; 4 - редуктор (регулятор расхода поверочной газовой смеси) ДПК 1,65; 5 - баллон с поверочной газовой смесью.
