ГОСТ IEC 60079-29-2-2013 Взрывоопасные среды. Часть 29-2. Газоанализаторы. Требования к выбору, монтажу, применению и техническому обслуживанию газоанализаторов горючих газов и кислорода (с Поправкой)

     5 Принципы измерения

5.1 Общие положения

Подробное описание принципов измерения приведено в приложении A к настоящему стандарту. Данный раздел содержит выдержки из приложения A, целью которых является предоставление практической информации, необходимой для правильной эксплуатации, технического обслуживания и текущего ремонта газоанализаторов. Заголовки и нумерация пунктов 5.2-5.10.4 идентичны заголовкам и нумерации пунктов А.2-А.10.4 приложения A.

Для инженеров и руководителей представляется полезным знание принципов измерения газовых датчиков и/или чувствительных элементов, когда они после разговора с производителем или поставщиком оборудования принимают решение о том, отвечает ли выбор того или иного газоанализатора требуемому применению. Однако технические характеристики и функции, выполняемые газоанализатором, определяются не только типом датчика или чувствительных элементов. При выборе оборудования должны быть приняты во внимание технические характеристики и выполняемые функции газоанализаторов, рассматриваемых в совокупности со вспомогательным оборудованием и программным обеспечением.

Характеристики датчиков, основанных на разных принципах измерений, их преимущества, типовые применения и ограничения по использованию, влияние неопределяемых компонентов и веществ, отравляющих датчики, приведены ниже.

В таблице 2 представлены краткие сведения об основных принципах измерения. Подробное объяснение см. в 5.2-5.10 (A.2-A.10).

Таблица 2 - Обзор газоаналитического оборудования с различными принципами измерения

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

5.2 Термокаталитические датчики

5.2.1 Общие положения

Принцип действия термокаталитических датчиков основан на окислении горючего газа на поверхности катализатора, электрически нагреваемого до температуры 450 °С - 550 °С.

Термокаталитические датчики способны работать непрерывно в течение нескольких лет при наличии в воздухе незначительного количества отравляющих веществ, но у них постепенно смещается нулевой сигнал и уменьшается чувствительность вследствие старения и воздействия следовых количеств отравляющих веществ. В связи с этим необходимо проводить регулярные проверки чувствительности и градуировку, частота проверок зависит от условий конкретного применения.

В большинстве случаев в корпус датчика вмонтировано проницаемое металлическое устройство - огнепреградитель, позволяющий газу достичь чувствительного элемента и гарантирующий, что если содержание горючего газа превысит 100% НКПР и, следовательно, газ воспламенится от нагретых чувствительных элементов, то это не приведет к возгоранию среды снаружи датчика. Огнепреградитель также защищает датчик от пыли, механических повреждений и потоков воздуха.

5.2.2 Область применения

Термокаталитические датчики применяют для определения довзрывоопасных концентраций смесей горючих газов и паров с воздухом. Термокаталитические датчики определяют практически все горючие газы, но имеют разную чувствительность к различным горючим газам.

Время установления показаний и чувствительность зависят от свойств определяемого газа. Чем больше молекулярная масса и размер молекулы газа, тем продолжительнее будет время установления показаний и, как правило, меньше чувствительность.

5.2.3 Ограничения

Принцип действия термокаталитического датчика основан на каталитическом окислении, а оно происходит только тогда, когда присутствует достаточное количество кислорода (не менее 10% объемной доли). Недостаток кислорода может быть вызван большим содержанием горючего газа, значительно превышающим 100% НКПР, или большим содержанием инертного газа.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ! Когда содержание горючего газа в воздухе превышает 100% НКПР, термокаталитический датчик в силу недостатка кислорода может выдавать ошибочный сигнал и, следовательно, показания газоанализатора могут быть меньше НКПР.

Следовательно, газоанализаторы с термокаталитическими датчиками, соответствующие требованиям IEC 60079-29-1, должны иметь блокирующийся сигнал о выходе показаний за пределы диапазона измерений (индикацию перегрузки), чтобы избежать выдачи ошибочных показаний. Однако стационарные датчики (например, датчики, единственным выходным сигналом которых является токовый выход 4-20 мА) и ранее разработанные газоанализаторы могут не иметь такой функции.

После воздействия горючих газов при содержании, превышающем верхний предел диапазона измерений, или после их длительного воздействия датчику может потребоваться несколько часов для восстановления характеристик, а также могут наблюдаться необратимые изменения нулевого сигнала и чувствительности.

Изменения давления, температуры и влажности не оказывают существенного влияния на показания термокаталитического датчика в пределах рабочих условий эксплуатации. Однако чем ниже значение порога сигнализации, тем больше будет влияние изменений температуры и других факторов окружающей среды.

Для предотвращения ложного срабатывания сигнализации не рекомендуется устанавливать значение порога сигнализации ниже 5% НКПР для метана, 10% НКПР для пропана и бутана и 20% НКПР для паров бензина при условии, что в последнем случае приняты соответствующие меры предосторожности против токсического действия паров.

По указанным выше причинам термокаталитические датчики не подходят для применений, в которых требуется высокая чувствительность (например, для диапазонов измерений значительно ниже 0%-10% НКПР).

5.2.4 Влияние неопределяемых компонентов

Если контролируемая среда содержит инертные газы, например, азот или диоксид углерода, то термокаталитические датчики могут выдать слабый или даже нулевой сигнал. Похожие проблемы могут возникнуть из-за присутствия паров воды, которые, сконденсировавшись, могут закрыть поверхность огнепреградителя, предотвратив проникновение газов к термокаталитическому датчику.

5.2.5 Отравление