Газоанализатор озона (O₃)
NLA-40
Газоанализатор NLA-40 предназначен для непрерывных автоматических измерений объёмной доли или массовой концентрации озона (O₃) в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и технологических газовых смесях, а также в системах контроля промышленных выбросов при использовании системы разбавления пробы.
Принцип действия — селективное поглощение озоном ультрафиолетового излучения на линии 254 нм. Проба поочерёдно, с периодом 3 с, подаётся в кварцевую кювету напрямую и через скруббер озона, что даёт эталонный и измерительный сигналы. Термостабилизация кюветы на уровне 40 °С исключает температурную погрешность.
Диапазон измерения: 0–11,0 мг/м³ (0–5 млн-1). Предел допускаемой основной погрешности — ±15 %. Межповерочный интервал — 1 год.
Газоанализатор NLA-40 выполняет непрерывные автоматические измерения объёмной доли или массовой концентрации озона (O₃) в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны и в технологических газовых смесях, а также в системах контроля промышленных выбросов при использовании системы разбавления пробы.
Прибор работает автономно или в составе системы; возможна настольная и стоечная установка.
Области применения
- системы контроля качества окружающего воздуха
- системы непрерывного обнаружения выбросов газа
- обнаружение источников загрязнения окружающей среды
- оценка влияния погоды на загрязнение окружающей среды
- обнаружение O₃ в целях безопасности
Принцип измерения
В основе работы лежит закон Бугера — Ламберта — Бера: поглощение излучения характеристической длины волны зависит от концентрации газа и длины оптического пути.
Фотометрический модуль реализует метод УФ-абсорбционной спектроскопии на линии 254 нм. Он состоит из источника с ртутной УФ-лампой, герметичной кварцевой кюветы с полированными оптическими окнами и высокочувствительного УФ-детектора.
Система термостабилизации с нагревательным элементом и термистором поддерживает температуру кюветы 40 ± 0,5 °С, что исключает температурную погрешность (при рекомендуемой температуре окружающей среды +15…+25 °С).
Путь пробы
- Входной фильтр тонкой очистки от механических примесей
- Электромагнитный клапан делит поток на два канала: эталонный — через скруббер озона, полностью удаляющий O₃, и анализируемый — с исходным составом
- Оба потока поочерёдно подаются в кварцевую кювету с периодом 3 с на каждый канал
- Далее проба проходит датчик давления и отводится вакуумным насосом в линию сброса
В режиме градуировки трёхходовой клапан переключается на линию нулевого газа / ПГС; градуировочный газ проходит тот же путь, что и проба.
- Метод измерения — поглощение в УФ-диапазоне на линии 254 нм
- Диапазон измерения 0–5 млн-1 (0–11,0 мг/м³)
- Поочерёдное измерение пробы и эталонного потока после скруббера озона
- Кварцевая кювета с полированными окнами и термостабилизацией 40 °С
- Оптимизированное время отклика благодаря адаптивной фильтрации сигналов
- Непрерывная самодиагностика с сигнализацией неисправностей, в том числе по ресурсу УФ-лампы
- Цветной сенсорный дисплей 7″
- Измерение продолжается во время работы оператора с меню прибора
- Большая ёмкость памяти, автоматическое сохранение данных с интервалами 1 мин, 5 мин и 1 ч
- Экспорт данных на USB-накопитель
- Двунаправленные порты RS-232, RS-485, Ethernet (опция)
- 8 цифровых (релейных) выходов состояния
- Единицы измерения: млрд-1 (ppb), млн-1 (ppm), мкг/м³, мг/м³
- Средний срок службы — не менее 10 лет
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Метод измерения | поглощение в УФ-диапазоне (254 нм) |
| Диапазон измерения | от 0,0 до 11,0 мг/м³ (от 0,0 до 5 млн-1) |
| Единицы измерения | нмоль/моль (ppb), мкмоль/моль (ppm), мкг/м³, мг/м³ |
| Предел допускаемой основной приведённой погрешности в диапазоне от 0,0 до 0,03 мг/м³ | ±15 % |
| Предел допускаемой основной относительной погрешности в диапазоне от 0,03 до 11,0 мг/м³ | ±15 % |
| Температура окружающей среды | от +5 до +40 °С |
| Относительная влажность | от 0 до 95 %, без конденсации |
| Атмосферное давление | от 80 до 106,7 кПа |
| Расход пробы | 800 ± 150 см³/мин |
| Температура измерительной кюветы | 40 ± 0,5 °С |
| Время прогрева | 30 минут (рекомендуемое) |
| Интерфейсы | RS-232, RS-485, Ethernet (опция) |
| Дисплей | цветной сенсорный, 7″ |
| Электропитание | 230 В ± 10 %, 50 ± 1 Гц |
| Номинальная мощность | 400 Вт |
| Размеры (Д×Ш×В) | 635×430×178 мм |
| Масса | не более 10,0 кг |
| Средний срок службы | не менее 10 лет |
| Средняя наработка до отказа | не менее 24000 ч |
| Межповерочный интервал | 1 год |
Передняя панель
- Панель управления — цветной сенсорный экран для ввода команд и отображения результатов
- Кнопка включения питания
Задняя панель
| Элемент | Назначение |
|---|---|
| Сброс | Штуцер Ø ¼″ для подключения линии сброса |
| Вход нулевого воздуха / градуировочного газа | Штуцер Ø ¼″ для подключения к динамическому калибратору |
| Вход пробы | Штуцер Ø ¼″ для пробы |
| Входной фильтр | Фильтрация от механических частиц (фторопластовый фильтр Ø 47 мм, поры 5 мкм) |
| Вентилятор | Охлаждение внутренних компонентов |
| Разъём питания | Подключение шнура питания |
| Цифровые выходы, аналоговые выходы, цифровые входы | Зарезервировано |
| RS-485, RS-232, Ethernet | Передача данных |
Внутреннее устройство
| Узел | Назначение |
|---|---|
| Измерительный блок | Измерение поглощения УФ-излучения озоном |
| УФ-лампа | Источник УФ-излучения (ртутная лампа) |
| Встроенный насос | Отбор пробы и её прохождение по газовому контуру |
| Датчик давления | Измерение давления пробы |
| Электромагнитный клапан | Переключение подачи пробы / ПГС |
| Материнская плата | Сбор, обработка данных и управление: процессор, память, интерфейсы сенсорного экрана, управления и отображения |
| Плата аналоговых / цифровых выходов | Вывод интерфейсов RS-232 и RS-485, 8 цифровых (релейных) выходов |
| Плата дисплея | Управление экраном |
| Блок питания | Питание 24 В / 12 В |
| Вентилятор | Охлаждение внутренних компонентов |
Электрическая подсистема включает цепи управления ртутной лампой, измерения давления, обработки сигналов и терморегуляции.
Управление — с цветного сенсорного экрана 7″. После включения прибор показывает экран измерения: строку состояния с датой и временем, измеренную концентрацию O₃, СКО и расход пробы. С главного экрана доступны четыре меню.
| Меню | Возможности |
|---|---|
| ПОКАЗАНИЯ | Экран текущих измерений |
| НАСТРОЙКИ | ДИАГНОСТИКА — рабочие параметры (концентрация O₃, интенсивность излучения, температура и давление в кювете, расход и давление газа, параметры УФ-лампы, температура корпуса); ПАРАМЕТРЫ — диапазон, единицы измерения, сглаживание, скользящее среднее, нижний и верхний пределы, порог, фильтр; ТЕСТ — проверка состояния отдельных компонентов |
| ДАННЫЕ | ИЗМЕРЕНИЯ — архив с интервалами 1 мин, 5 мин и 1 ч, просмотр по дате и экспорт на USB-накопитель (FAT32); КАЛИБРОВКА — история установок нуля и градуировок; АВАРИИ — журнал аварийных сигналов; О СИСТЕМЕ — версии ПО и аппаратной части, серийный номер |
| КАЛИБРОВКА | НОЛЬ, ШКАЛА, ДАТЧИКИ (давление и расход) |
Передача данных
- RS-232 (используется по умолчанию; кабель DB9 «прямой»)
- RS-485
- Ethernet (RJ45)
- По умолчанию результаты передаются в млрд-1 (ppb)
Установка нуля
- В меню «КАЛИБРОВКА» выбрать «НОЛЬ», нажать «СТАРТ» и выбрать канал: «ПРОБА» или «ПНГ/ПГС».
- Подавать нулевой газ рекомендуется дольше 10 минут; контролировать стабильность по графику и СКО.
- При СКО ≤ 0,05 нажать «ВВОД» (кнопка активна через 1 минуту после старта).
Градуировка шкалы
- В меню «КАЛИБРОВКА» выбрать «ШКАЛА», нажать «СТАРТ» и выбрать канал.
- Ввести концентрацию O₃ в ПГС в млн-1 (ppm); рекомендуемая концентрация — 80 % диапазона.
- При СКО ≤ 0,5 нажать «ВВОД».
В подменю «ДАТЧИКИ» калибруются датчики давления и расхода по аттестованным эталонным средствам измерений.
Периодичность
Первые три месяца эксплуатации градуировку рекомендуется выполнять раз в 2 недели, далее — не реже 1 раза в месяц. В передвижных лабораториях — перед каждым выездом.
Газоанализатор подлежит поверке, межповерочный интервал — 1 год. Контроль работоспособности — по методике поверки 91441-24.
| Работа | Периодичность |
|---|---|
| Градуировка | 1 месяц (рекомендуемая) |
| Замена входного пылевого фильтра | 2 недели |
| Проверка оптических, электрических и газовых параметров | 2 недели |
| Проверка герметичности | 6 месяцев |
| Замена соленоидного клапана (тип 1) | 1 год |
При работе в запылённой среде, при наличии агрессивных компонентов или высоком содержании химически активных веществ в пробе расходные материалы требуют более частой замены.
Номинальные рабочие параметры (меню «ДИАГНОСТИКА»)
| Параметр | Номинальное значение |
|---|---|
| Интенсивность сигнала, В | 1–3 |
| Опорный детектор, В | 1–3 |
| Расход пробы, см³/мин | 800 ± 150 |
| Давление в ячейке, бар | 0,79–1,01 |
| Давление насоса, бар | 0,34–0,55 |
| Температура в ячейке, °С | 40 ± 1 |
| Напряжение УФ-лампы, В | 4,5 |
| Температура УФ-лампы, °С | 58 ± 0,1 |
| Температура корпуса, °С | 10–40 |
Проверка герметичности: при заглушённом входе пробы расход должен быть ниже 50 см³/мин в течение 60 с. Входной фильтр заменяется через фильтродержатель на задней панели; новый фильтр берут пинцетом или в перчатках.
Аварийные сигналы
| Код | Неисправность | Возможная причина |
|---|---|---|
| 21 | Температура корпуса вне допустимых пределов | Температура окружающей среды вне 15–35 °С; не работает вентилятор; заблокирован выход газа |
| 26 | Температура измерительной кюветы вне допустимых пределов | Неисправен датчик температуры или материнская плата |
| 31 | Давление пробы вне допустимых пределов | Заблокирован вход пробы или ограничитель потока; засорён пылевой фильтр; неисправен насос, датчик давления или материнская плата |
| 51 | Интенсивность излучения вне диапазона | Неисправна ртутная лампа, плата драйвера лампы или плата опорного датчика |
| 53 | Интенсивность опорного сигнала вне диапазона | Неисправна ртутная лампа, плата драйвера лампы или плата опорного датчика |
| 55 | Замена ртутной лампы | Истёк срок службы лампы; лампа выходит из строя; неправильное положение лампы |
| 61 | Некорректная градуировка | Измеренные концентрации слишком низкие или высокие; большое отклонение; ошибка градуировки |
| 62 | Ошибка связи материнской платы | Неисправна линия CAN между материнской платой и интерфейсом |
| 63 | Ошибка связи реле | Неисправна линия I²C между материнской платой и платой реле |
| 64 | Ошибка связи цифровой платы | Неисправна линия I²C между материнской и цифровой платами |
| 70 | Ошибка датчика температуры внутри фотометра | Неисправен датчик температуры |
Работы внутри корпуса (замена клапана, ртутной лампы, ремонт плат) выполняют квалифицированные специалисты сервисной службы.
| Наименование | Обозначение | Количество |
|---|---|---|
| Газоанализатор | NLA-40 | 1 шт. |
| Комплект ЗИП | по заказу | |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. | |
| Паспорт | 1 экз. |
Состав комплекта ЗИП определяется при заказе. В базовую поставку входит комплект из 25 фторопластовых входных фильтров Ø 47 мм (поры 5 мкм), один из них установлен в прибор на заводе.