ОПЫТ ОПТИМИЗАЦИИ МОДЕЛЬНОГО РЯДА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ

 

А.Я. Дикевич, В.А.Жегалин, В.А.Заикин

г.Москва, ООО «Микрофор», 124498, Зеленоград, ЮПЗ, пр.4922, Технопарк «Зеленоград»

 

Гигрометрия является одной из наиболее «древних» областей газового анализа. Огромное количество методов измерения влажности, условий анализа, специфичность измеряемого параметра выделяют ее среди других направлений газового анализа. Трудно представить успешно функционирующую фирму, специализирующуюся на разработке и производстве средств измерений концентрации всего лишь одного компонента. В области гигрометрии это скорее правило, чем исключение.

Учитывая многообразие условий и задач применения (от контроля утечек теплоносителя в главном контуре ядерного реактора в десятке метров от активной зоны до тиши музейных залов и библиотек), сравнительно небольшую емкость рынка не дающую надежд на организацию массового производства, крайне важно правильно выбрать модельный ряд выпускаемых средств измерения, чтобы максимально удовлетворить требования любого потребителя.

Задача оптимизации модельного ряда это скорее не целенаправленные мероприятия по определению и доводке номенклатуры выпускаемой продукции, а длительный процесс, включающий многолетний опыт работы в области гигрометрии, общение с тысячами потребителей продукции, десятки удачных (и не очень) моделей приборов, огромное количество вложенных в разработки сил и средств, непрерывное следование за прогрессом в области элементной базы и многие другие факторы. Результатом этого процесса является каталог выпускаемой продукции, просматривая который можно увидеть внутреннюю логику построения модельного ряда и понять насколько успешно для данного дела потрачены время и деньги.

Сотрудники ООО «Микрофор» имеют более чем тридцатилетний опыт работы в области гигрометрии, начало которому положено в Московском институте электронной техники (МИЭТ). За эти годы разработаны несколько типов сенсоров, десятки моделей гигрометров. Все выпускаемые приборы прошли необходимые сертификационные испытания и включены в Государственный реестр средств измерений РФ.

В последние годы была полностью обновлена используемая в приборах элементная база. Применение микроконтроллеров фирмы Texas Instrument позволило унифицировать программное обеспечение приборов, существенно упростив модернизацию изделий и разработку новых моделей, значительно снизить энергопотребление, упростить конструкцию приборов. Так измерительный преобразователь влажности и температуры ДВ2ТСМ-Б размером Æ12х70 мм имеет встроенный сетевой интерфейс, позволяющий подключать к двухпроводному кабелю до двадцати приборов. Его энергопотребление в режиме ожидания 10 мкА, измерения –1 мА.

Основу модельного ряда средств измерения влажности, выпускаемых ООО «Микрофор» составляют измерительные преобразователи влажности и температуры ДВ2Т (№25948-03 в Госреестре СИ РФ). Преобразователи классифицируются по конструктивному исполнению, типу выходного сигнала, погрешности измерения относительной влажности и рабочему диапазону температур.

Преобразователи изготавливаются в четырех конструктивных исполнениях:

Исполнение А - преобразователи в герметичном прямоугольном корпусе с гермовводом и вынесенным зондом для измерения относительной влажности и температуры воздуха в жилых, складских и производственных помещениях, свободной атмосфере.

 

Исполнение Б - преобразователи в цилиндрическом корпусе длиной от 70 до 1000 мм с разъемом для измерения относительной влажности и температуры воздуха в вентиляционных каналах, замкнутых объемах, а также в жилых, складских и производственных помещениях, свободной атмосфере.

 

 

Исполнение В - преобразователи проточного типа для измерения влагосодержания газов при избыточном давлении

 

 

Исполнение Г - преобразователи в цилиндрическом корпусе с вынесенным зондом длиной от 200 до 1000 мм для измерения относительной влажности и температуры воздуха в сушильных камерах и печах при температуре до 150°С.

 

В зависимости от величины основной абсолютной погрешности измерения относительной влажности преобразователи изготавливаются в трех исполнениях:

Исполнение 1П - погрешность ±3%.

Исполнение 2П - погрешность ±1%. Предназначены для использования в качестве высокоточных и образцовых средств измерения.

Исполнение 3П - погрешность

в диапазоне отн. влажности от 0 до 10%….....±(0,075+0,0925П)%

в диапазоне отн. вл. от 10 до 50% ..………….... ±(0,5%+0,05П)%

в диапазоне отн. вл. от 50 до 98% ......................………….... ±3%,

где П – показания преобразователя, %. Предназначены для измерения влагосодержания газов в диапазоне от –50 до +50 °С точки росы.

В зависимости от рабочего диапазона температур преобразователи изготавливаются в четырех исполнениях: 1Т (0...+60°С), 2Т (-20...+60°С), 3Т (-40...+60°С), 4Т (0...+150°С). Первые три исполнения отличаются только объемом работ по юстировке и поверке преобразователей при выпуске из производства.

Преобразователь в исполнении 4Т выпускается в конструктивном исполнении Г. Электронная часть этого преобразователя вынесена в «холодную» зону, а провода от сенсора не влияют на измеряемое значение емкости.

В зависимости от типа выходного сигнала преобразователи изготавливаются в семи исполнениях:

Исполнение С - преобразователи с цифровым выходным сигналом по интерфейсу RS-485 и сетевому протоколу ModBus. Предназначены для использования в многоканальных измерительных системах.

Исполнение СМ - преобразователи с цифровым выходным сигналом по двухпроводному интерфейсу mForLan и протоколу ModBus. Предназначены для работы с вторичными приборами серии Ива-6Б, Ива-6Б2, Ива-6АР.

Исполнение СМ-Р - преобразователи со встроенным источником питания, памятью на 20 тысяч значений влажности и температуры и с цифровым выходным сигналом по двухпроводному интерфейсу mForLan и протоколу ModBus для считывания накопленных данных.

Исполнение М  - преобразователи с частотным неунифицированным выходом.

Исполнение Ч - преобразователи с частотными унифицированными выходами.

Исполнение Т5 и Т20- преобразователи с токовыми унифицированными выходами 0-5 мА и 4...20 (0-20) мА.

Для работы с преобразователями ДВ2ТС может быть использован как стандартный преобразователь RS-485/RS-232, так и адаптер, выпускаемый нашей фирмой. Он осуществляет питание преобразователей, гальваническую развязку, содержит два порта RS-485 и комплектуется программным обеспечением, осуществляющим просмотр и накопление данных по 128 каналам. Это самый дешевый вариант организации измерительной системы на предприятии (стоимость адаптера с ПО всего 6 тыс. руб), однако для обеспечения непрерывности мониторинга требуется постоянная работа компьютера.

Более эффективное решение построения измерительной системы - использование контроллера ИВА-128.

Он обеспечивает просмотр и накопление данных по 128 преобразователям ДВ2ТС, сигнализацию о выходе параметров канала за установленные пороги, содержит цифровой выход RS-232 для связи с ПК, часы/ календарь с резервным источником питания, четырехстрочный символьный индикатор со светодиодной подсветкой для удобного отображения состояния каналов и меню, дружественный к пользователю интуитивно-понятный интерфейс на основе меню и полей ввода. Контроллер имеет до четырех гальванически развязанных RS-485 входа и встроенный источник питания измерительных преобразователей. Масштабируемая архитектура контроллера и управляющего ПО (µOS) облегчает возможность доработки ПО для максимального соответствия требованиям заказчика.

ИВА-6А

Преобразователи ДВ2ТСМ ориентированы на работу в составе термогигрометров Ива-6Б, Ива-6Б2 и Ива-6АР (№13561-01 в Госреестре СИ РФ).

Блоки индикации термогигрометров Ива-6Б и Ива-6Б2 выполнены в щитовом исполнении и питаются от сети переменного тока 220 В. Измерительные преобразователи подключается к блоку индикации двухпроводным кабелем длиной до 300 м. В термогигрометрах предусмотрена возможность подключения измерительного преобразователя давления для компенсации влияния давления на влагосодержание анализируемого газа.

ИВА-6Б

Представление измеренного значения влажности газа может осуществляться в различных единицах: относительная влажность (%), точка росы (°С) или абсолютная влажность (г/м³).

Термогигрометры имеют два релейных выхода (5А, ~220В) с программируемыми порогами срабатывания по задаваемому измерительному каналу. Имеется возможность установки двух токовых выходов (0-5 или 4-20 мА) или цифрового выхода (R232 или RS485).

Отличительными особенностями термогигрометра Ива-6Б2 являются одновременная индикация на светодиодном дисплее величин влажности и температуры, возможность подключения до четырех измерительных преобразователей влажности/температуры и четырех преобразователей давления к одному блоку индикации и расширенный диапазон напряжения питания от сети переменного тока ~80...240В.

ИВА-6Б2

Блок индикации термогигрометра Ива-6АР предназначен для настенного монтажа и питается от встроенного литиевого элемента. Время непрерывной работы от одного элемента питания зависит от интервала измерений и составляет 0,5 - 2 года. На жидкокристаллическом дисплее прибора постоянно высвечиваются текущие значения температуры и относительной влажности воздуха. Термогигрометр запоминает минимальные и максимальные значения влажности и температуры, время и дату этих событий. Подключение к термогигрометру модуля памяти превращает его в DataLogger - устройство, позволяющее запоминать результаты свыше 20 тысяч измерений с задаваемым интервалом. Считывание  информации из модуля памяти осуществляется с помощью считывающего устройства, подключаемого к персональному компьютеру. После считывания информации из модуля Вы можете вернуть его в прибор. Программа обработки данных, поставляемая вместе со считывающим устройством, позволяет просмотреть на экране компьютера накопленные данные в текстовом или графическом виде, выделить значения влажности или температуры, выходящие за установленные пороги, распечатать текстовый или графический отчет за любой интервал времени.

 

ИВА-6АР

Особое место в номенклатуре выпускаемой продукции занимают термогигрометры со встроенными преобразователями и зондами. Это автономный переносной термогигрометр Ива-6А с выносным зондом, предназначеный для измерения относительной влажности и температуры воздуха в жилых, складских и производственных помещениях, в свободной атмосфере и термогигрометр Ива-6НР -автономный прибор настенного исполнения со встроенным преобразователем, предназначенный для контроля относительной влажности и температуры в лабораториях, библиотеках, музеях, производственных, общественных и жилых помещениях. Термогигрометр Ива-6НР обладает всеми функциональными возможностями Ива-6АР (функции Data Logger) и без преувеличения является самым функционально развитым и экономически выгодным средством измерения влажности в этом классе приборов.

 

ИВА-6НР

Описанный выше модельный ряд средств измерения влажности позволяет практически полностью удовлетворить запросы подавляющего большинства Потребителей, обеспечивая простое и эффективное решение поставленных задач и воплощая в жизнь основной принцип успешной деятельности нашего предприятия – «чтобы никто не ушел обиженным».