НПК МИКРОФОР
Производство приборов для измерения влажности и температуры
 


Генераторы влажного газа эталонные Суховей-1 и Суховей-1П

Генераторы влажного газа эталонные Суховей-1 и Суховей-1П

Дата публикации: 30.04.2021

Скачать статью в pdf


Содержание:

1 - Введение

2 - Область применения генераторов влажного газа

3 - Генераторы влажного газа (относительной влажности), применяемые в России

4 - О метрологических характеристиках генератора влажного воздуха HygroGen

5 - Устройство и принцип работы генераторов Суховей-1 и Суховей-1П

6 - Основные метрологические и технические характеристики генераторов Суховей-1 и Суховей-1П

7 - Управление генератором

8 - Процесс проведения поверки

9 - Система подготовки сжатого воздуха

10 - Техническое обслуживание и поверка

11 - Выводы

12 - Ссылки

 

1 - Введение

ООО НПК «МИКРОФОР» выпускает и проводит техническое обслуживание более 10000 средств измерения влажности в год. Для этого требуется проводить градуировку и поверку более 100 приборов ежедневно, что невозможно без применения высокопроизводительных генераторов влажного газа.

С проблемой отсутствия на рынке таких генераторов мы столкнулись более 20 лет назад - имевшиеся у нас на тот момент 2 генератора «Родник-2» перестали справляться с объемом выпускаемой продукции. Тогда были начаты работы по модернизации и автоматизации генераторов «Родник-2» [1], затем полученный опыт был использован при разработке собственных генераторов влажного газа, работа которых основана на фундаментальных физических принципах. На этом пути был получен огромный опыт, разработано несколько поколений модулей измерения и регулирования давления и температуры, конструкций насытителя и рабочей камеры, генераторы прошли неоднократную модернизацию. Планы по внесению этих генераторов в Госреестр были, но из-за имевшейся возможности самостоятельно аттестовывать эталоны по результатам калибровки, эта процедура постоянно откладывалась. Вступление в силу в начале 2020 года изменений в постановление Правительства №734 от 23.09.2010 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» [2] закрыло возможность для самостоятельной аттестации не внесенных в Госреестр эталонов, поэтому мы были вынуждены резко ускорить проведение испытаний генераторов влажного газа «Суховей» в целях утверждения типа.


Рисунок 1 – Внешний вид генератора Суховей-1П.


В конце 2020 года приказом Росстандарта в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений под номером 80277-20 был внесен новый тип средств измерений – «Генераторы влажного газа эталонные Суховей» [3]. Генераторы имеют несколько модификаций:
  • Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П (рис. 1) предназначены для поверки гигрометров различных производителей по каналу измерения относительной влажности (одновременно до 8). Измерительная камера, в которую устанавливаются зонды гигрометров, не имеет активного термостатирования с модулями Пельтье, но интенсивно обдувается встроенным вентилятором, что позволяет минимизировать градиенты температуры по объему камеры и между камерой и поверяемыми гигрометрами.
  • Генератор Суховей-2 предназначен для градуировки и поверки гигрометров производства ООО НПК «МИКРОФОР» (одновременно до 11). Зонды гигрометров устанавливаются в термостатируемую измерительную камеру с воздушным термостатом. Конструкция воздушного термостата и посадочных мест измерительной камеры рассчитана на приборы, выпускаемые ООО НПК «МИКРОФОР, поэтому работа с приборами других производителей не всегда возможна. В связи с этим для поверочных лабораторий мы рекомендуем модификации Суховей-1(П), как имеющие большие возможности для установки гигрометров других производителей.
  • Генераторы Суховей-3, Суховей-3П, Суховей-4 и Суховей-4В предназначены для поверки и градуировки гигрометров различных производителей по каналу измерения точки росы (инея) и будут подробно рассмотрены в другой статье.

Отличие между генераторами Суховей-1 и Суховей-1П заключается в погрешности воспроизведения относительной влажности – ±1 % у генератора Суховей-1, погрешность же генератора Суховей-1П в диапазоне от 0 до 98 % составляет ±0,5 % (в диапазоне от 98 до 100 % его погрешность также ±1 %). Таким образом, генератор Суховей-1П (в отличии от Суховея-1) может применяться для поверки гигрометров, имеющих погрешность измерения относительной влажности ±1 % в соответствующем диапазоне (например, ИВА-6АР с измерительным преобразователем ДВ2ТСМ-1Т-2П-Б, Rotronic HygroPalm и других).

Цены на генераторы и аксессуары к ним приведены в актуальном прайс-листе [4] (страница 5 и далее).


2 - Область применения генераторов влажного газа

В действующем ГОСТ 8.547-2009 «Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов» [5] рабочие средства измерений относительной влажности (термогигрометры, измерители влажности, приборы комбинированные и т.п.) выделены в две группы (см. таблицу 1).


Таблица 1. Рабочие средства измерений относительной влажности согласно ГПС.

№ группы

Абсолютная
погрешность, %

Методы передачи единицы
относительной влажности

Эталоны

1

от 1 до 3

метод прямых измерений

генераторы влажного газа 1-го разряда
(относительная влажность)
с погрешностью воспроизведения ± (0,5 … 1) %

2

от 3 до 25

метод непосредственного
сличения

эталонные гигрометры 2-го разряда
(относительная влажность)
с погрешностью измерений ± (1 … 3) %

метод прямых измерений

генераторы влажного газа 1-го и 2-го разряда
(относительная влажность)

метод косвенных измерений

генераторы влажного газа 1-го разряда
(молярная доля влаги, температура точки росы/инея)


В таблице 2 показаны эталонные генераторы влажного газа 1-го разряда, воспроизводящие единицу относительной влажности, внесенные в Госреестр средств измерений (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений) и применяемые в России в настоящее время.Рабочие средства измерения относительной влажности, относящиеся к первой группе (имеющие погрешность лучше 3 %), согласно Государственной поверочной схеме можно поверять, используя только генераторы влажного газа 1-го разряда с погрешностью воспроизведения относительной влажности ± (0,5 … 1) %. К первой группе относятся все типы термогигрометров ИВА-6 и преобразователей ДВ2 (НПК «МИКРОФОР»), измерители влажности и температуры ИВТМ-7 («ЭКСИС»), некоторые типы логгеров и комбинированных приборов Testo, большинство гигрометров Rotronic и многие другие. Практически всегда они имеют одну общую особенность конструкции – наличие зонда измерения влажности, вынесенного за пределы блока индикации.

Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П предназначены для поверки средств измерения относительной влажности, имеющих вынесенный за габариты корпуса герметичный зонд измерения влажности, либо представляющие собой такой зонд.

Поверку приборов второй группы (погрешность от 3 % и хуже) обычно проводят методом непосредственного сличения в климатической камере, помещая в нее эталонный гигрометр относительной влажности 2-го разряда и поверяемые приборы.

Анализ записей во ФГИС «Аршин» [6] о произведенных поверках термогигрометров показал, что ряд организаций проводят поверку средств измерений первой группы, используя в качестве эталона относительной влажности эталонные гигрометры 2-го разряда, что является нарушением и с точки зрения Государственной поверочной схемы и требований соответствующих методик поверки по использованию других средств измерений, обеспечивающих необходимую точность.


3 - Генераторы влажного газа (относительной влажности), применяемые в России

К нашему сожалению, приходится констатировать, что за прошедшие 20 лет проблема с метрологическим обеспечением средств измерения влажности газов решена так и не была. Большинство ЦСМ используют неплохие генераторы HygroGen, имеющие совершенно неадекватную цену и ряд других недостатков, о которых будет сказано далее. В Госреестр было внесено несколько генераторов российского производства, но, как будет показано далее, их соответствие заявленным метрологическим характеристикам весьма сомнительно.


Таблица 2. Сравнение представленных в РФ генераторов влажного газа.

Наименование генератора
(погрешность)

Преимущества

Недостатки

Генератор влажного воздуха
HygroGen 1 (±1 %) и
HygroGen 2 (±0,5 %)

+ поверяемый гигрометр при необходимости
можно поместить в рабочую камеру целиком;

+ быстрая стабилизация относительной
влажности и температуры в рабочей
камере благодаря активному
перемешиванию воздуха в его объеме;

+ удобный интерфейс пользователя,
простота использования;

+ возможность поверки гигрометров по
температуре

 

очень высокая стоимость,
длительный и дорогостоящий ремонт;

работа основана на методе смешивания
по показаниям контрольного гигрометра,
что неизбежно приводит к дрейфу
воспроизводимой влажности со временем;

использование контрольного
конденсационного гигрометра
не обеспечивает воспроизведение
относительной влажности
с погрешностью ±0,5 % (см. далее)

Образцовые генераторы влажного газа
Родник-2 и
Родник-2М (±0,5 %)

++ работа основана на фундаментальном
физическом принципе – методе двух давлений

давно не производятся -
запасных частей нет, ремонт сложен;

управление сложное и архаичное,
требует специфических знаний,
умений и постоянного внимания

Генераторы влажного газа
Родник-4 и
Родник-4М (±1 %)

++ работа основана на фундаментальном
физическом принципе – методе двух давлений

управление архаичное,
требует умения и постоянного внимания

Генераторы влажного газа
ТКА-ГВЛ-01-1 (±1 %)

нет

– – использование метода смешивания
по показаниям контрольного гигрометра
в сочетании с отсутствием термостатирования
рабочей камеры приводят к большой ошибке
воспроизведения единицы относительной
влажности (см. далее)

Генераторы влажного газа
ГВГ-901 и ГВГ-902 (±1 %)

нет

Генераторы влажного газа эталонные
Суховей-1 (±1 %) и
Суховей-1П (±0,5 %)

++ работа основана на фундаментальных
физических принципах – сочетании методов двух
температур и двух давлений;

+ удобный интерфейс пользователя,
простота использования

невозможность поверки гигрометров
с негерметичным зондом или не имеющих
выносного зонда

 

Работа половины из представленных в таблице генераторов основана на методе смешивания сухого и влажного газовых потоков по показаниям контрольного гигрометра. К достоинствам генераторов на основе метода смешивания можно отнести простоту конструкции. Существенным недостатком является необходимость использования контрольного гигрометра для измерения задаваемой влажности. В качестве контрольного гигрометра используют «высокоточные» преобразователи на основе емкостного сенсора или, в более продвинутых генераторах, конденсационные гигрометры.

Весьма спорным является вопрос о том можно ли считать такие генераторы реализующими метод прямых измерений, так как фактически передача единицы измерения относительной влажности производится от контрольного гигрометра, который подвержен дрейфу градуировочной характеристики в зависимости от условий эксплуатации, имеет гистерезис (зависимость показаний от направления изменения относительной влажности).

Основанные на методе смешивания генераторы ТКА-ГВЛ, ГВГ-901 и ГВЛ-902 не имеют термостатируемой камеры, которая в генераторах HygroGen используется, чтобы температура зондов поверяемых гигрометров и контрольного гигрометра была одинаковой. Необеспечение равенства этих температур вследствие наличия градиента по рабочей камере происходит по следующим причинам:

1) генератор сам по себе является источником тепла;

2) некоторые преобразователи поверяемых гигрометров имеют саморазогрев;

3) в помещении, где располагается генератор, почти всегда есть сквозняки, работают нагревательные приборы, кондиционер.

Несоответствие температуры поверяемых гигрометров и контрольного датчика генератора приводит к дополнительной погрешности при передаче единицы относительной влажности, которая при большой влажности может значительно превышать заявленную погрешность генератора. Оценим к какой ошибке это может приводить. Для этого воспользуемся формулами в соответствии с [7] и [8], либо метрологическим калькулятором Микрофор [9].

Рассчитаем какие показания будут у поверяемого гигрометра, если его температура будет отличаться от температуры контрольного гигрометра на 0,1 и 0,2 °С (см. таблицу 3).


Таблица 3. Ошибка измерения относительной влажности при несоответствии температур контрольного и поверяемого гигрометра.

Контрольный гигрометр

Поверяемый гигрометр

Ошибка,
%

Температура,
°С

Относительная
влажность, 
%

Температура,
°С

Относительная
влажность,
%

23,0

50,0

23,1

49,7

-0,3

23,2

49,4

-0,6

23,0

75,0

23,1

74,6

-0,4

23,2

74,1

-0,9

23,0

90,0

23,1

89,5

-0,5

23,2

88,9

-1,1

23,0

95,0

23,1

94,4

-0,6

23,2

93,9

-1,1

23,0

98,0

23,1

97,4

-0,6

23,2

96,8

-1,2 


Если учесть, что к этой ошибке добавляются погрешности контрольного гигрометра по относительной влажности и температуре, то возникают очень большие сомнения в способности таких генераторов влажного газа (работа которых основана на методе смешивания и не имеющих термостатируемой измерительной камеры) обеспечить заявленную погрешность воспроизведения  относительной влажности ±1 % в соответствии с описаниями типа на них.

Генераторы Родник, которые реализуют фундаментальные методы воспроизведения относительной влажности (к ним относятся метод двух температур, метод двух давлений и метод фазового равновесия – [8]), являются сложными в эксплуатации и морально устаревшими.

Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П воспроизводят единицу относительной влажности, используя сочетание методов двух давлений и двух температур, имеют современную элементную базу, удобное управление и высокую автоматизацию.


4 - О метрологических характеристиках генератора влажного воздуха HygroGen

Отдельно следует отметить эталонный генератор влажного воздуха HygroGen 2, получивший наибольшее распространение в России за последние 10 лет благодаря удобству использования и качественному исполнению. В соответствии с описанием типа на него (номер в ФИФ 32405-11 [10]), почти все модификации этого генератора имеют погрешность воспроизведения относительной влажности ±0,5 % в диапазоне от 0 (или 5) до 100 %. Эти характеристики вызывают большие сомнения по двум причинам:

1) Спецификация производителя Rotronic радикально отличается от спецификации Российских дистрибьютеров (характеристики у последних соответствуют описанию типа СИ – [11], [12]).

В полной актуальной на дату написания статьи спецификации производителя от 03.11.2016 [13] записано (см. таблицу 4), что точность контрольного датчика генератора HG2-S (соответствует HygroGen 2 в описании типа) составляет ±0,8 %, а его тип – HygroClip2 (его подробные характеристики приведены в [14]).


Таблица 4. Характеристики генераторов HygroGen на сайте производителя.


Также приводятся значения факторов, которые вносят дополнительную погрешность воспроизведения – градиенты температуры и влажности по камере, погрешность измерения и установки температуры в камере. Самым интересным является параметр "Типичная неопределенность калибровки" ("Typical calibration uncertainty") ±1,5 %.

Вывод – в настоящее время (и, судя по дате спецификации, с 2016 года) Rotronic не производит генераторы влажного воздуха HygroGen в модификации, которая могла бы обеспечить погрешность воспроизведения относительной влажности ±0,5 %.

2) В описании типа на HygroGen [10] указано, что контрольный сорбционно-емкостной датчик (HygroClip) используется «для измерения воспроизводимых значений относительной̆ влажности» только в генераторах HygroGen 1 с погрешностью ±1 %, в остальных генераторах (с погрешностью ±0,5 %) используются различные конденсационные гигрометры с погрешностью измерения температуры точки росы (инея) ±0,2 °C и температуры ±0,1 °С. Сам Rotronic в настоящее время таких модификаций не предлагает.

Проведем оценку погрешности измерения относительной влажности конденсационным гигрометром косвенным методом, при котором значение относительной влажности рассчитывается на основе измеренных конденсационным гигрометром значений точки росы и температуры. Для этого воспользуемся формулами в соответствии с [7] и [8] или калькулятором [9] – примем, что в рабочей камере установлена температура 23°C и рассчитаем какую погрешность по относительной влажности будет иметь конденсационный гигрометр с погрешностью по точке росы (инея) ±0,2 °C при различных значениях относительной влажности (см. таблицу 5).


Таблица 5. Результаты расчеты погрешности конденсационного гигрометра по относительной влажности.

Заданная относительная влажность,
%

Соответствующая точка росы/инея,
°С

Измеренная конденсационным гигрометром
относительная влажность,
%

Погрешность конденсационного гигрометра
по относительной влажности,
%

при погрешности
-0,2 °С

при погрешности
+0,2 °С

при погрешности
-0,2 °С

при погрешности
+0,2 °С

0,1

-52,7

0,1

0,1

0

0

25

1,9

24,6

25,3

-0,4

+0,3

50

12,0

49,3

50,6

-0,7

+0,6

75

18,3

73,9

75,8

-1,1

+0,8

95

22,1

93,5

95,8

-1,5

+0,8

Из таблицы видно, что смысл от использования конденсационного гигрометра имеется только в диапазоне приблизительно 50 % и меньше. Но в диапазоне менее 25 % (когда точка инея становится ниже 0 °С) у него появляется другая проблема – неопределенность фазы конденсата (вода или лед) при отрицательной температуре зеркала (об этом мы уже писали ранее [15]). С учетом этой неопределенности, погрешности ±0,5 % по относительной влажности сложно достигнуть даже в этой области.

Также необходимо учесть погрешность измерения температуры конденсационным гигрометром, которая составляет ±0,1 °С – в этом случае ошибка при передаче единицы увеличится еще в 1,5 раза [15].

Вывод – использование конденсационного гигрометра не позволяет достичь погрешности воспроизведения относительной влажности генератора HygroGen 2 ±0,5 % в заявленном диапазоне.

Конденсационный гигрометр значительно стабильнее при длительной эксплуатации, чем сорбционно-емкостной HygroClip2 (или любой другой) – наверняка именно поэтому Rotronic раньше предлагал его в комплекте с генератором.

Так как срок действия свидетельства об утверждении типа на генераторы HygroGen заканчивается в конце 2021 года, а представленные в этом описании типа генераторы HygroGen 2 достаточно сложно скомплектовать (из-за особенностей слияний и поглощений производящих генераторы и конденсационные гигрометры компаний, которые сейчас являются конкурентами на мировом рынке), с интересом ожидаем какие характеристики будут иметь эти генераторы в новом описании типа, которое на момент написания этой статьи готовилось.

 

5 - Устройство и принцип работы генераторов Суховей-1 и Суховей-1П

Принцип действия генераторов Суховей-1 и Суховей-1П основан на использовании метода двух температур, метода двух давлений и их комбинаций. Генератор содержит предварительный увлажнитель газа, насытитель, регуляторы температуры увлажнителя и насытителя, регуляторы давления газа в насытителе и измерительной камере, а также измерительную камеру с 8 портами, в которые устанавливаются зонды поверяемых гигрометров.

Газ от внешнего источника (это может быть баллон с азотом или сжатым воздухом с редуктором, компрессор, либо специально разработанная ООО НПК «МИКРОФОР» система подготовки сжатого воздуха) подается на вход генератора и, проходя через пропорциональный клапан регулятора давления К1, последовательно поступает в увлажнитель и насытитель, давление и температура в котором поддерживается на заданном уровне P1 регуляторами давления и температуры (см. газовую схему генератора на рисунке 2).

Увлажнитель представляет собой термостатируемый стакан с водой с измерителем уровня жидкости. Стакан содержит вертикальную перегородку из газопроницаемого смачиваемого материала. Значение температура воды в стакане поддерживается на несколько градусов выше температуры насытителя. Газ, проходя через увлажнитель, слегка нагревается и насыщается влагой. Температура точки росы газа на выходе увлажнителя выше, чем температура насытителя.


Рисунок 2 – Схема газовой системы генераторов Суховей-1 и Суховей-1П.

Насытитель представляет собой термостатируемую с помощью термоэлектрического модуля камеру с системой каналов, проходя через которые увлажненный газ охлаждается, принимая температуру камеры, сконденсировавшаяся на стенках каналов влага стекает в нижнюю часть камеры и удаляется наружу.

Из насытителя газ с заданным значением точки росы поступает через пропорциональный клапан К2 во встроенную измерительную камеру с поверяемыми зондами гигрометров. Давление P2 в измерительной камере поддерживается регулятором давления, температура камеры измеряется установленным в ней платиновым термопреобразователем. На выходе измерительной камеры с обратной её стороны установлен контрольный измерительный преобразователь влажности и температуры ДВ2ТС-1Т-2П, предназначенный для контроля работы генератора. Он не участвует в установке относительной влажности, может быть отключен и демонтирован – это не повлияет на работу генератора. С выхода измерительной камеры газ сбрасывается в атмосферу. Измерительная камера имеет мощный вентилятор принудительного обдува, который позволяет привести температуру зондов гигрометров и камеры к температуре окружающей среды и минимизировать температурные градиенты в зоне измерений.

Клапан КЛ2 используется для сброса конденсата из насытителя при просушке. Клапаны КЛ3-КЛ5 обеспечивают подачу в измерительную камеру сухого воздуха от внешнего источника и просушку насытителя перед выключением генератора. Клапаны КЛ6 и КЛ7 предназначены для установки нулей соответствующих датчиков давления. Клапан КЛ8 предназначен для запирания измерительной камеры при выполнении процедуры проверки ее герметичности.

Высокая точность воспроизведения единицы относительной влажности генераторами Суховей-1 и Суховей-1П достигается следующими техническими решениями:

1)    фундаментальными физическими принципами методов воспроизведения – воспроизводимая относительная влажность определяется только температурами и давлениями в насытителе и измерительной камере и атмосферным давлением;

2)    применяемые современные сенсоры температуры (платиновые термометры сопротивления) и давления (тензорезистивные датчики) имеют высокую точность и стабильность, в отличии от любых современных сенсоров влажности;

3)    для повышения точности измерений давлений в насытителе и измерительной камере сенсоры давления и их электронный модуль поддерживаются при постоянной температуре, установка «нуля» давлений осуществляется перед каждой установкой относительной влажности в процессе работы генератора;

4)    активный обдув окружающим воздухом и конструктивные особенности измерительной камеры позволяют минимизировать градиенты температур между ней и преобразователями поверяемых гигрометров до 0,02 … 0,05 °С;

5)    конструкция конденсационной камеры насытителя обеспечивает полное насыщение влагой проходящего через нее газа.

Градуировка генераторов Суховей-1 и Суховей-1П по относительной влажности невозможна – вместо этого в процессе производства градуировку проходят модули измерения температуры насытителя и измерительной камеры, модули измерения давлений в насытителе и измерительной камере и модуль измерения атмосферного давления.

Расчет значения воспроизводимой относительной влажности в генераторе осуществляется на основе измеренных значений атмосферного давления, избыточных давлений и температур в насытителе и измерительной камере специальным программным модулем в полном соответствии с [7] и [8] (с учетом неидеальности газа). На основе этого программного модуля выполнена программа RH Calc (рисунок 3).


Рисунок 3 - Окно программы RH Calc.

 

6 - Основные метрологические и технические характеристики генераторов Суховей-1 и Суховей-1П

Таблица 6 – Метрологические и технические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Диапазон воспроизведения относительной влажности*, %:
- при питании осушенным газом
- при питании сжатым воздухом непосредственно от компрессора

 
от 0 до 100
от 5 до 100

Пределы допускаемой абсолютной погрешности
при воспроизведении относительной влажности, %:
- для генератора Суховей-1:

- для генератора Суховей-1П:
           - в диапазоне от 0 (не включительно) до 98 % (включительно)
           - в диапазоне от 98 % (не включительно) до 100 % (не включительно)



±1,0


±0,5
±1,0

Время установления относительной влажности, мин, не более

30

Расход газа на выходе генератора, л/мин

от 1 до 1,5

Габаритные размеры (ширина×высота×глубина), мм, не более

500×350×420

Масса генератора, кг, не более

25

Напряжение питания переменного тока, В

220 ± 22

Потребляемая мощность, Вт, не более

300

Средняя наработка на отказ в нормальных условиях, ч, не менее

10 000

Средний срок службы, лет, не менее

8

* - время установления зависит от направления хода генератора
(понижение или повышение влажности), расхода газа, величины
воспроизводимой влажности и степени просушки газовых коммуникаций генератора.

 

Таблица 7 – Требования к питающему газу

Наименование характеристики

Значение

Тип газа

сжатый воздух

Избыточное давление газа на входе в генератор, МПа

от 0,6 до 0,9

Температура точки инея питающего газа
при рабочем давлении на входе в генератор, °С, не хуже:
- диапазон воспроизведения относительной влажности от 5 до 100 %
- диапазон воспроизведения относительной влажности от 0 до 100 %



нет требований
-20*

Содержание механических примесей
(пыль, сажа, окалина, масло и др.), мг/м3, не более

 2

* - вместо сжатого воздуха допускается использование баллонного
азота технического по ГОСТ 9293-74 или более качественного.

Требования таблицы 7 для диапазона воспроизводимых значений относительной влажности от 0 до 100 % обеспечиваются Системой подготовки сжатого воздуха, о которой будет рассказано ниже.


7 - Управление генератором

Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П управляются при помощи сенсорного экрана, расположенного на передней панели слева от измерительной камеры (см. рисунок 1). Интерфейс ориентирован на использование пальца и состоит из двух зон – вертикального ряда кнопок слева, с помощью которого выбирается режим отображения зоны справа. Две нижние кнопки служат для взаимодействия пользователя с текущей программой, поэтому их текст и назначение изменяются в зависимости от выполняемой программы.

На экране «Состояние» (см. рисунок 4) отображается текущее значение относительной влажности в измерительной камере, статус генератора и другая справочная информация.


Рисунок 4 – Экран «Состояние».

На экране «График» (рисунок 5) отображаются зависимости от времени для текущего и заданного значений относительной влажности, а также показания контрольного датчика. Масштаб времени можно легко менять, нажимая на сам график.

Рисунок 5 – Процесс установки нескольких значений относительной влажности на графике.

Установка относительной влажности может производиться либо нажатием на программируемые кнопки из меню «Установка» (рисунок 6 слева), либо по программам поверки из меню «Программы» (рисунок 6 справа).

Наиболее интересным представляется режим работы по программам, так как по нему будут последовательно установлены все значения относительной влажности в соответствии с методикой поверки. Генератор выполнит проверку герметичности, установит первую точку по методике поверки и будет автоматически ее поддерживать, пока пользователь не нажмет кнопку «Продолжить» (слева на рисунке 4), после чего генератор установит следующую точку по методике поверки и так далее.

 

Рисунок 6 – Экраны меню установки относительной влажности.

Программы поверки будут постоянно обновляться (при внесении изменений) и пополняться, в том числе по запросам пользователей. На момент написания статьи имеется 30 программ для поверки гигрометров различных производителей (ИВА-6, ДВ2, ИВТМ-7, многочисленные приборы Testo, ОВЕН ПВТ100, CENTER 310-317, Rotronic HygroPalm и другие).

На экране «Сервис» (рисунок 7 слева) имеются различные сервисные программы, включая программы для слива и залива воды в увлажнитель и проверку герметичности. Вид меню «Настройки» показан на рисунке 6 справа.

 

Рисунок 7 – Экраны «Сервис» и «Настройки».

 

8 - Процесс проведения поверки

Поверка гигрометров по относительной влажности с использованием генераторов Суховей-1 или Суховей-1П начинается с его включения, в ходе которого генератор устанавливает связь со всеми собственными модулями, проверяет соответствие температуры измерительной камеры рабочим условиям применения, наличие газа на входе и наличие установленных в измерительную камеру зондов гигрометров. После завершения проверок на экране загорится статус «ГОТОВ» (см. рисунок 8). 


Рисунок 8 – Генератор готов к работе. 

Рабочие порты измерительной камеры имеют резьбу М24×1. Преобразователи ДВ2 исполнения -В устанавливаются в них непосредственно (крышка измерительной камеры сделана из титана, поэтому в резьбе их «закусывать» не будет). Для зондов с другими установочными размерами в комплект поставки входит набор переходных втулок, обеспечивающих необходимое уплотнение. Установка втулок и зондов производится с помощью входящего в комплект поставки рожкового ключа.

Далее будет продемонстрирован пример одновременной поверки 7 шт. термогигрометров ИВА-6Н и одного ИВА-6Б2 с измерительным преобразователем ДВ2ТСМ-1Т-4П-В. На рисунке 8 показано как зонды семи ИВА-6Н установлены в порты измерительной камеры генератора через втулки, а в восьмой порт непосредственно установлен измерительный преобразователь ДВ2ТСМ-1Т-4П-В.

Поверка запущена по программе «ИВА-6» (рис. 6 справа). Генератор производит проверку герметичности установки зондов, затем устанавливает точку 0 % в соответствии с методикой поверки на ИВА-6. После завершения установки генератором относительной влажности 0 % (т.е. выхода на режим подачи в измерительную камеру сухого газа от системы подготовки сжатого воздуха), генератор покажет статус «ГОТОВ» (рис. 9). 


Рисунок 9 – Воспроизведение точки 0 % относительной влажности. 

После фиксации показаний термогигрометров (для этого на блоках индикации ИВА-6Н следует нажать правую кнопку – они на время перейдут в режим «быстрых» измерений), следует нажать на экране генератора кнопку «Продолжить». После этого генератор начнет установку следующей точки по методике поверки и так далее (рис. 10). 

  

 

Рисунок 10 – Воспроизведение остальных значений относительной влажности в соответствии с методикой поверки.

После фиксации показаний термогигрометров в последней точке и нажатия на кнопку «Продолжить», генератор задаст вопрос следует ли завершить работу (в этом случае он приступит к просушке насытителя), либо извлечь текущие зонды для установки следующей партии.

Весь процесс выполнения поверки для этой демонстрации занял 2 часа 10 минут с момента включения генератора от установки зондов термогигрометров до момента их извлечения.

Для средств измерения, произведенных ООО НПК «МИКРОФОР», имеется возможность автоматизации проведения поверки, о которой будет подробно рассказано в другой статье.


9 - Система подготовки сжатого воздуха

ООО НПК «МИКРОФОР» специально для генераторов влажного газа эталонных Суховей разработало два вида автономных систем питания генераторов газом – Систему подготовки сжатого воздуха (для генераторов Суховей-1, Суховей-1П и Суховей-2) и Систему подготовки сжатого воздуха с глубокой осушкой (для генераторов Суховей-3, Суховей-3П и Суховей-4).

В Систему подготовки сжатого воздуха входят:

- малошумный компрессор с со встроенным ресивером;

- фильтры конденсата, масла и частиц;

- блок осушки с автоматической холодной регенерацией, которая производится автоматически без прерывания подачи газа;

- термогигрометр ИВА-6Б2 с измерительным преобразователем ДВ2ТСМ-1Т-4П-В или преобразователем измерительным влажности и температуры ДВ2ТС-1Т-4П-В для контроля точки инея сжатого воздуха с возможностью подключения их к генератору

 

10 - Техническое обслуживание и поверка

Объем технического обслуживания генераторов Суховей-1 и Суховей-1П заключается в периодической (примерно раз в месяц при интенсивном использовании) заправке увлажнителя дистиллированной водой. Уровень воды в увлажнителе выводится на экран «Состояние».

Поверка генераторов производится с использованием гигрометра-компаратора из состава Государственного первичного эталона единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов ГЭТ151-2020. Межповерочный интервал составляет 1 год. Генераторы имеют возможность ввода даты следующей поверки с настройкой оповещений о ее приближении.

 

11 - Выводы

Генераторы Суховей-1 и Суховей-1П обеспечивают возможность поверки широкой номенклатуры гигрометров с герметичным выносным зондом, обладают лучшими реальными метрологическими и техническими характеристиками среди всех аналогов, имеют адекватную стоимость и производятся Российской компанией с многолетней историей. ООО НПК «МИКРОФОР» всегда готово оказать оперативную поддержку и учесть пожелания потребителей.

 

12 - Ссылки

[1] - https://microfor.ru/tools/standard/microfor1/

[2] - постановление Правительства №734 от 23.09.2010 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»

[3] - приказ Росстандарта № 2224 от 23.12.2020 «Об утверждении типов средств измерений»

[4] - https://microfor.ru/microfor_price.php

[5] - ГОСТ 8.547-2009 «Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов»

[6] - https://fgis.gost.ru/fundmetrology/cm/results/

[7] - ГОСТ 8.811-2012 «Таблицы психрометрические. Построение, содержание, расчетные соотношения»

[8] - РМГ 75-2014 «Измерения влажности газов. Термины и определения»

[9] - https://microfor.ru/soft/mcalc.zip

[10] - https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4/items/340725

[11] - http://www.hygrometer.ru/pc/calibration.html

[12] - http://rotronic-rus.ru/catalog/calibration-hygrogen2

[13] - https://www.rotronic.com/en/productattachments/index/download?id=1221

[14] - https://www.rotronic.com/en/humidity-measurement-feuchtemessung-temperaturmessung/humidity-measurement-feuchte-messung/probes-hygroclip2-fuehler/hc2-icxxx.html

[15] - https://microfor.ru/tools/recommendations/


НОВОСТИ

24.09.2021

В Госреестр (ФИФОЕИ) внесены 2 новых типа средств измерений:
- Термогигрометры ИВА-6 автономные (рег. номер 82393-21)
предназначены для измерения относительной влажности, температуры окружающей среды и атмосферного давления, отличаются от приборов относящихся к типу 46434-11 улучшенной погрешностью измерения температуры (±0,2°C вместо ±0,3°C) наличием модификаций с расширенным диапазоном измерения атмосферного давления и радиоканалом.
Преобразователи точки росы/инея ДТР (рег. номер 83117-21)
предназначены для измерения температуры точки росы (инея) и давления неагрессивных технологических газов. Тип СИ включает:
- измерительные преобразователи, ранее входившие в состав ИВА-8 - модификация ДТР-2-СМ;
- преобразователи ДВ2ТСМ-1Т-4П-В, диапазон измерений и погрешность которых в предыдущих типах СИ нормировалась по относительной влажности - модификации ДТР-1-С(М); 
- преобразователи ДВ2ТС(М)-1Т-1П-В, диапазон измерений и погрешность которых в предыдущих типах СИ нормировалась по относительной влажности - модификации ДТР-4-С(М);
и другие перспективные преобразователи.
Подробнее о новых типах средств измерений будет рассказано в отдельных статьях в ближайшее время.

   



13.08.2021

Заключены договоры на поставку эталонных генераторов влажного газа Суховей-1П с системами подготовки сжатого воздуха с:
ФБУ "Ростест-Москва"
ФБУ "Калининградский ЦСМ"
ООО НПП "ЭЛЕМЕР".
Генераторы Суховей-1П воспроизводят единицу относительной влажности газа и являются эталонами 1-го разряда по ГОСТ 8.547-2009. Диапазон воспроизведения относительной влажности от 0 до 100 %, погрешность в диапазоне от 0 до 98%: ±0,5 %, от 98 до 100%: ±1 %.
Подробнее о генераторах Суховей-1П можно узнать в статье.

03.08.2021

Гомельский ЦСМС (г. Гомель, Беларусь) приобрел Установку для создания и поддержания абсолютного давления, произведенную НПК "МИКРОФОР". Установка оснащена эталонным преобразователем абсолютного давления Элемер ПДЭ-020И и комплексом для автоматизированной поверки термогигрометров ИВА-6Н(А)-Д.

17.06.2021

Опытная эксплуатация генератора влажного газа эталонного Суховей-1П в ФБУ "Ростест-Москва" успешно завершена. Мы благодарим коллег из Лаборатории поверки и испытаний физико-химических и оптико-физических средств измерений за обратную связь. Заключение по результатам опытной эксплуатации доступно по ссылке.

08.06.2021

НПК "МИКРОФОР" подтвердила компетентность в области  поверки средств измерений (приказ Росаккредитации № ПК1-154 от 21.05.2021). Соответствующая запись в Реестре аккредитованных лиц доступна по ссылке.

Copyright ООО НПК "МИКРОФОР" © '2004-2020'