Пример отчета по лабораторной работе. Цель работы: Познакомиться с методом измерения концентрации, научиться выполнять данные измерения, научиться обрабатывать результаты измерений и оценивать

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

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:

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

Продолжение перечня горючих веществ приводятся в таблице 16.2

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

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

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

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 = ∆К₁ ∙ С_2изм. / С_2рсч. - для второй поверки, (16.18)

∆К₃ = ∆К₂ ∙ С_3изм. / С_3расч. – для третьей поверки, (16.19)

∆К_n = ∆К_n-1 ∙ C n _изм. / Сn _расч. – для n-ой поверки. (16.20)

где ∆К₁; ∆К₂; ∆К₃; … ∆К_n – изменение коэффициента преобразования сигнализаторов, определяемое как отношение измеренного и расчётного значения концентрации с учётом предыдущей поверки - калибровки;

С_1изм, С_2изм, С_3изм, ……………… C n _изм. - измеренные значения концентрации соответственно при первой, второй, третьей, ..... и n-ой поверке - калибровке, % НКПР.

С_1расч., С_2рсч, С_3расч., ….......... С n_расч. - расчетные значения концентраций, определённые для первой, второй, ……. и n-ой поверки - калибровки.

В случае, если при какой-нибудь поверке калибровка не производилась, то изменение коэффициента преобразования (∆К) определяют следующим образом. Например, при второй поверке сигнализаторы не калибро­вались, тогда:

∆К₂ = ∆К₁ ∙ С_{2 изм.} / С _{2 расч.} – для второй поверки, (16.21)

∆К₃ = ∆К₁ ∙ С_{3 изм.} / С_{3 расч.} – для третьей поверки. (16.22)

При уменьшении изменения коэффициента преобразования до значений, меньших 0,5 - датчик подлежит замене.

Для сигнализаторов без индикатора и отсчетного устройства при измерении сигнала вольтметром изменение коэффициента преобразования (∆К) определяется по формулам:

∆К₁ = U_{1 изм.} / U_{1 расч.} - для первой поверки, (16.23)

∆К₂ = ∆К₁ ∙ U_{2 изм.} / U_{2 расч} - для второй проверки, (16.24)

∆К₃ = ∆К₂ ∙ U_{3 изм.} / U_{3 расч} – для третьей проверки, (16.25)

∆К_n = ∆К_n-1 ∙ Un_изм. / Un_расч. – для n-ой проверки. (16.26)

где U_{1 изм.} , U_{2 изм}, U_{3 изм.}, ... , Un_изм. - измеренные значе­ния выходного сигнала при первой, второй, третьей и n-ой поверки - калибровки, мВ;

U_{1 расч.}, U_{2 расч}, U_{3 расч}, …Un_расч. – расчётные значения выходного сигнала, определённые для первой, второй и n-ой поверки - калибровки.

В случае, если при какой либо поверке калибровка не производилась, то изменение коэффициента преобразования (∆К) определяется следующим образом. Например, при второй поверки сигнализаторы не калибровались, тогда

∆К₂ = ∆К₁ ∙ U_{2 изм.} / U_{2 расч.} – для второй поверки, (16.27)

∆К₃ = ∆К₁ ∙ U_{3 изм.} / U_{3 расч.} – для третьей проверки. (16.28)

Определение времени срабатывания сигнализации про­изводить после проверки по п. 16. 7. 1 и 16. 7. 2 и калибровки сигнализаторов с использованием той же поверочной смеси.

Так как время срабатывания сигнализации определяется при подаче поверочной смеси концентрации, превышающей в 1,6 раза проверяемый порог, то необходимо установить «порог 2» равным:

С₂ = С_расч. / 1,6 (16.29)

U_С2 = U_расч. / 1,6 (16.30)

где С₂ - величина «порога 2» по цифровому индикатору, % НКПР;

U_С2 - величина «порога 2», измеренная вольтметром на гнез­де «U_С2», мВ;

С_расч. - расчетное значение концентрации, определенное в зависимости от реальной концентрации поверочной смеси и условий поверки;

U_расч. - расчетное значение выходного сигнала, определен­ное в зависимости от реальной концентрации повероч­ной смеси и условий поверки.

16. 9 Погрешности измерений

16. 9. 1 Суммарная погрешность

Суммарная погрешность с входящими в её состав предельными составляющими погрешностей определяется по формуле (16.31):

∆_∑= ∆мод + ∆м + ∆си + ∆усл + ∆о ≤ ∆д, (16.31)

где ∆мод – модель измерения;

∆м – метод измерения;

∆си – средства измерений;

∆усл – дополнительная погрешность, обусловленная воздействием влияющих факторов условий измерений.

∆о – погрешность самого оператора;

∆д – предельно-допускаемая погрешность результатов измерений.

16. 9. 2 Не исключённая систематическая погрешность (НСП)

Θ(Р) =±|∑Θі| (16.32)

где Θі – граница і-й составляющей не исключённой систематической погрешности при N ≤ 3;

N – число составляющих членов, входящих в состав формулы (16.31) пределов допускаемых основных и дополнительных погрешностей СИ, рабочих эталонов и т.д.

Если N ≥ 4, то

Θ(Р) = Кp · , (16.33)

где N – так же число составляющих членов, входящих в состав формулы (16.31) пределов допускаемых основных и дополнительных погрешностей СИ, рабочих эталонов и т.д.

16. 9. 3 Среднее квадратическое отклонение (СКО)

Среднее квадратическое отклонение результата наблюдений обозначается S(Х) и вычисляют по формуле (16.34):

S(X) = , (16.34)

где - среднее арифметическое значение, заменяющее математическое ожидание при несмещённой оценке.

16. 9. 4 Отношение НСП к СКО

Если Θ(Р)/S(X) < 0,8 то НСП пренебрегают и окончательно принимают

за погрешность к результату измерения.

Если Θ(Р)/S(X) > 8 то пренебрегают случайной погрешностью СКО – S(X) и принимают Δp = НСП = Θ(Р).

Если 0,8 ≤ Θ(Р)/S(X) ≤ 8, то доверительную границу погрешности результата измерений вычисляют по формуле (16.35):

ΔР = К_Σ · [Θ(Р) + (Р)], (16.35)

где

(16.36)

γ = , здесь К_Р – коэффициент Стьюдента

и зависит от «n» измерений (16.37)

(16.38)