Генераторы газовых смесей ГГС-У

Конструкция и принцип действия

Генераторы представляют собой динамический газовый смеситель и обеспечивают приготовление газовых смесей двумя способами:

путем смешения чистых газов или разбавлением промежуточной газовой смеси (мод. ГГС-У, ГГС-УР). Регулирование и измерение расходов исходного газа и газа-разбавителя осуществляется при помощи тепловых регуляторов массового расхода

путем смешения потоков газов, один из которых (разбавитель) регулируется и измеряется с помощью теплового регулятора массового расхода, а второй (целевой газ) задается источником микропотока (ИМ), находящимся в термостате с контролируемой температурой (мод. ГГС-У, ГГС-УТ). Источник микропотока представляет собой ампулу с проницаемой стенкой, заполненную жидкостью или сжиженным газом. При заданной температуре вещество диффундирует через стенку ампулы в поток газа-разбавителя с постоянной скоростью, характеризующейся производительностью источника (как правило, выражается в мкг/мин - микрограммы в минуту)

Генераторы газовых смесей ГГС-У выпускаются в следующих модификациях: ГГС-У, ГГС-УР, ГГС-УТ. Отличие состоит в наличии/отсутствии рабочих каналов.

• у генераторов модификации ГГС-УР имеется только канал динамического разбавления
• У генераторов модификации ГГС-УТ имеется только термодиффузионный канал
• У генераторов модификации ГГС-У имеется канал динамического разбавления и термодиффузионный канал

Все модификации ГГС-У имеют возможность хранить до 4 калибровок по исходным газовым компонентам.

Требуемые значения расходов по каналам и значения объемной (молярной) доли (массовой концентрации) компонентов в приготавливаемой смеси определяются расчетным путем в ручном режиме, в автономном режиме с помощью внутреннего контроллера и в автоматическом режиме с помощью программы внешнего управления

Генераторы конструктивно выполнены в одном блоке, в состав которого входят газовая система и устройство управления.

Газовая система генераторов ГГС-У включает в себя регуляторы массового расхода, систему соединенных трубопроводов из нержавеющей стали (Х18Н10Т), смесительную камеру, клапан электромагнитный трехходовой (мод. ГГС-У), пневматическое сопротивление (мод. ГГС-У, ГГС-УТ) и термостат (мод. ГГС-У, ГГС-УТ).

На лицевой панели генераторов газовых смесей ГГС-У расположены:

• сенсорный дисплей
• крышка термостата (только для мод ГГС-У и ГГС-УТ)
• переключатель "Защита термостата" (только для мод ГГС-У и ГГС-УТ)

На задней панели генераторов газовых смесей ГГС-У расположены:

• разъем RS-232 (RS-485, USB опционально)
• генераторы мод ГГС-У, ГГС-УР имеют три входа подачи газов: один – для газа-разбавителя и два для исходного газа
• генераторы мод ГГС-УТ имеют один вход для подачи газа разбавителя
• генераторы мод ГГС-УР, ГГС-УТ имеют один выход для отбора приготавливаемой смеси
• генераторы мод ГГС-У имеют два выхода для отбора приготавливаемой газовой смеси: один – при работе в режиме смешения чистых газов (выход из смесителя) и другой – при работе с ИМ (выход из термостата)

При управлении генератором газовых смесей ГГС-У с помощью ПК обмен информацией осуществляется по интерфейсу последовательному RS-232 (опционально: RS-485, USB)

Генераторы ГГС-У представляют собой стационарный прибор в обыкновенном исполнении по ГОСТ Р 52931-2008.

Программное обеспечение генераторов состоит из двух модулей:

• Встроенное "ГГС-У контроллер". Разработано изготовителем специально для решения задачи приготовления газовых смесей методом динамического смешения двух потоков газа.
• Автономное программное обеспечение генераторов для персонального компьютера под управлением ОС семейства Windows ® предназначено для задания режимов работы генераторов и просмотров результатов измерений в реальном времени.

Программное обеспечение является полностью метрологически значимым. Влияние программного обеспечения комплекса учтено при нормировании метрологических характеристик.

Целевые компоненты

ГГС-У, ГГС-УР

химически активные газы (NO, NO₂, NH₃, Cl₂, HCl, HF, F₂ и т.п.), серосодержащие газы (CH₃SH, С₄H₁₀S, C₂H₅SH, С₃Н₈S, CS₂, COS, SO₂, H₂S и т.п.), С1 - С8 углеводородные газы (CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, С₆Н₁₄, C₅H₁₂, C₆H₆, C₇H₈, C₈H₁₀ и т.п.), CO, CO₂, галогеносодержащие газы (CHClF₂, C₂Br₂F₄, C₂H₂F₄, C₃F₇H и др), инертные и постоянные газы (Xe, Ne, Kr, Ar, He, N₂, O₂, H₂, и т.п.), N₂, O₂, H₂

ГГС-У, ГГС-УТ

ИМ - меры 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014 (ШДЕК.418319.001 ТУ, ШДЕК.418319.011 ТУ, ИБЯЛ.418319.013 ТУ и др.), ИМ - меры 0-го разряда и эталоны сравнения по ГОСТ 8.578-2014, ИМ-РТ (ШДЕК.418319.007 ТУ и др.), ИМ-Hg (ШДЕК 418319.011 ТУ и др.)

Метрологические характеристики генераторов ГГС-У (мод. ГГС-У, ГГС-УР)

Целевые компоненты	Диапазон воспроизведения объемной (молярной) доли целевого компонента, %	Пределы допускаемой относительной погрешности аттестации исходной ГС, %	Пределы допускаемой относительной погрешности заданного значения объемной доли (молярной) целевого компонента в смеси на выходе генератора, %
Химически активные газы (NO, NO2, NH3, Cl2, HCl, HF, F2 и т.п.), серосодержащие газы (CH3SH, С4H10S, C2H5SH, С3Н8S, CS2, COS, SO2, H2S и т.п.)	св 1,0•10-6 - 1,0•10-3 вкл	менее ±2,0
		±(св 2,0 до 4,0 вкл)
	св 1,0•10-3 - 10 вкл	менее ±1,0	±2,5
		±(св 1,0 до 2,0 вкл)	±3,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)	±4,0
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)	±5,0
С1 - С8 углеводородные газы (CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, C4H10, С6Н14, C5H12, C6H6, C7H8, C8H10 и т.п.), галогеносодержащие газы (CHClF2, C2Br2F4, C2H2F4, C3F7H и др)	св 1,0•10-6 – 1,0•10-3 вкл	менее ±2,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)
	св 1,0•10-3 - 10 вкл 10 - 99 вкл 1)	менее ±1,0	±2,5
		±(св 1,0 до 2,0 вкл)	±3,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)	±4,0
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)	±4,5
H2, CO2, CO, CH4	св 1,0•10-5 - 1,0•10-2 вкл	менее ±2,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)
	св 1,0•10-2 - 10 вкл 10 - 99 вкл 1)	менее ±1,0	±2,0
		±(св 1,0 до 2,0 вкл)	±2,5
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)	±3,5
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)	±4,5
О2, N2	св 1,0•10-5 - 1,0•10-2 вкл 2)	менее ±2,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)
		± (св 3,0 до 4,0 вкл)
	св 1,0•10-2 - 10 вкл 10 - 99 вкл 1)	менее ±1,0	±2,0
		±(св 1,0 до 2,0 вкл)	±2,5
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)	±3,5
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)	±4,5
Инертные и постоянные газы (Xe, Ne, Kr, Ar, He, и т.п.)	св 1,0•10-6 - 1,0•10-3 вкл	менее ±2,0
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)
	св 1,0•10-3 - 10 вкл 10 - 99 вкл 1)	менее ±1,0	±2,0
		±(св 1,0 до 2,0 вкл)	±2,5
		±(св 2,0 до 3,0 вкл)	±3,5
		±(св 3,0 до 4,0 вкл)	±4,5

Примечания:

¹⁾ Верхний предел диапазона воспроизведения (99 %) справедлив только для модификаций ГГС-У и ГГС-УР в случаях калибровки генераторов по реальным технически чистым газам. В противном случае верхний предел диапазона воспроизведения объемной (молярной) доли составит не более 10 %. Перечень калибровочных газов согласовывается с производителем при заказе.

²⁾ Диапазон воспроизведения (св 1,0•10^-5 - 1,0•10^-2 вкл) для целевых компонентов азот [N₂] и кислород [O₂] возможен только при комплектовании генераторов регуляторами расхода газа с металлическими уплотнениями.

Пояснение 1:

Δ(X_в)_р - абс. погрешность определения содержания целевого компонента (компонента В) в газе разбавителе, %;

X_в - требуемое значение объемной (молярной) доли компонента (компонента В) в смеси, %.

Пояснение 2:

Генераторы модификаций ГГС-У, ГГС-УР в стандартном варианте калибруются по газу азоту (воздуху). В зависимости от технических требований к генераторам калибровка каналов измерения и регулирования расхода может быть проведена по нескольким технически чистым газам (от 1 до 4).

Пояснение 3:

Генераторы модификаций ГГС-У, ГГС-УР не предназначены для приготовления взрывоопасных смесей.

Пояснение 4:

В качестве исходных целевых газов для генераторов модификаций ГГС-У, ГГС-УР должны использоваться бинарные газовые смеси - эталоны сравнения (по ТУ 2114-001-02566450-2016 и др.), ГСО-ПГС 0-го, 1-го, 2-го разряда (по ТУ 6-16-2956-01, ТУ 0272-013-20810646-2014 и др.) с содержанием определяемого компонента не более 10 % в калибровочном газе, технические чистые газы (при наличии соответствующих калибровок в генераторе), соответствующие требованиям по допускаемой относительной погрешности аттестации исходной ГС (см. метрологические характеристики генераторов модификации ГГС-У, ГГС-УТ).

В качестве газа-разбавителя для генераторов модификаций ГГС-У, ГГС-УР должны использоваться технически чистые газы и ПНГ: азот высокой чистоты (особой чистоты по ГОСТ 9293-74 или ТУ 2114-004-05798345-2009, ТУ 6-21-39-96), воздух (по ТУ 6-21-5-82), аргон сорт высший ГОСТ 10157-79 или высокой чистоты по ТУ 6-21-12-94, гелий газообразный марки “А” по ТУ 51-940-80.

В качестве газа-разбавителя для генераторов модификаций ГГС-УТ должны использоваться технически чистые газы и ПНГ: азот высокой чистоты (особой чистоты по ГОСТ 9293-74 или ТУ 2114-004-05798345-2009, ТУ 6-21-39-96), воздух (по ТУ 6-21-5-82), метан (по ТУ 51-841-87).

В качестве источника воздуха для генераторов всех модификаций могут использоваться генераторы нулевого воздуха утвержденных типов.

Метрологические характеристики генераторов модификации ГГС-У, ГГС-УТ

Источник микропотока	Диапазон воспроизведения массовой концентрации целевого компонента, мг/м3	Производительность ИМ, мкг/мин	Пределы допускаемой относительной погрешности аттестации ИМ, %	Пределы допускаемой относительной погрешности генератора при работе с ИМ, %
ИМ меры 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014 (ШДЕК.418319.001 ТУ, ШДЕК.418319.011 ТУ, ИБЯЛ.418319.013 ТУ и др.)	от 0,02 до 10,00	менее 1,0	±7	±7
	от 10 до 100	более 1,0	±5	±6
ИМ меры 0-го разряда и эталоны сравнения по ГОСТ 8.578-2014	от 0,02 до 10,00	менее 1,0	±2	±4
			±(от 3 до 4)	±5
			±5	±6
	от 10 до 100	более 1,0	±2	±4
ИМ-РТ (ШДЕК.418319.007 ТУ и др.)	от 0,02 до 10,00	менее 1,0	±5	±6
ИМ-Hg (ШДЕК 418319.011 ТУ и др.)	от 0,000002 до 0,00002 *) свыше 0,00002 до 1	от 0,1 до 100 нг/мин	±6	±7

Примечания:

^*) Диапазон воспроизведения массовой концентрации целевого компонента 0,000002 - 0,00002 мг/м³ для ИМ-Hg возможен только при использовании генераторов модификации ГГС-УТ с верхним пределом измерения и регулирования расхода 50 дм³/мин.

Параметры расхода газовой смеси

ГГС-У

Диапазон задания, и регулирования расхода газа (приведенный к температуре 20 °С и давлению 101,325 кПа), см³/мин¹⁾:

Канал 1

от 100 до 5000

Канал 2

от 300 до 5000

Канал 3

от 100 до 5000

Номинальная цена наименьшего разряда цифрового индикатора, см³/мин:

Канал 1

1

Канал 2

0,1

Канал 3

0,01

Объемный расход приготавливаемой газовой смеси, дм³/мин

от 0,1 до 5,0

Пределы допускаемой относительной погрешности задания расхода газа, %:

от 5 - 20 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода ²⁾

±1,0

св. 20 - 100 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода

±1,5

ГГС-УР

Диапазон задания, и регулирования расхода газа (приведенный к температуре 20 °С и давлению 101,325 кПа), см³/мин¹⁾:

Канал 1

от 300 до 5000

Канал 2

от 30,0 до 500,0

Канал 3

от 2,00 до 40,00

Номинальная цена наименьшего разряда цифрового индикатора, см³/мин:

Канал 1

1

Канал 2

0,1

Канал 3

0,01

Объемный расход приготавливаемой газовой смеси, дм³/мин

от 0,3 до 5,0

Пределы допускаемой относительной погрешности задания расхода газа, %:

от 5 - 20 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода ²⁾

±1,0

св. 20 - 100 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода

±1,5

ГГС-УТ

Диапазон задания, и регулирования расхода газа (приведенный к температуре 20 °С и давлению 101,325 кПа), см³/мин¹⁾:

Канал 1

от 100 до 5000

Канал 2

нет

Канал 3

нет

Номинальная цена наименьшего разряда цифрового индикатора, см³/мин:

Канал 1

1

Канал 2

нет

Канал 3

нет

Объемный расход приготавливаемой газовой смеси, дм³/мин

от 0,1 до 5,0

Пределы допускаемой относительной погрешности задания расхода газа, %:

от 5 - 20 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода ²⁾

±1,0

св. 20 - 100 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода

±1,5

Примечания:

¹⁾ Количество каналов может изменяться от 2 до 4 в зависимости от технических требований к генераторам. Диапазоны измерения и регулирования расхода могут изменяться в зависимости от технических требований к генераторам.

²⁾ Для 1-го канала генераторов модификаций ГГС-У и ГГС-УТ пределы допускаемой относительной погрешности генератора при измерении расхода нормируются от 2 до 20 % от верхнего предела диапазона измерения и регулирования расхода.

Технические характеристики

Диапазон коэффициентов разбавления (только для мод. ГГС-У, ГГС-УР)

от 1 до 2500

Способ задания диапазона коэффициента разбавления

непрерывный

Избыточное давление газа на входе, МПа

от 0,15 до 0,25

Диапазон задания и поддержания температуры ИМ в термостате генераторов мод ГГС-У и ГГС-УТ, °С ¹⁾

от 30,0 до 120,0

Пределы допускаемой абсолютной погрешности термостатирования (только для мод ГГС-У и ГГС-УТ), °С:

в диапазоне от 30 до 60 °С

±0,10

в диапазоне свыше 60 до 120 °С

±0,20

Количество одновременно используемых ИМ, шт:

диаметр 6 мм

от 1 до 6

диаметр от 8 до 10 мм

от 1 до 3

Размеры термостатируемой камеры (диаметр х высота), мм

Ø 30,0 х 150

Положение термостата

горизонтальное

Габаритные размеры генераторов (ширина х глубина x высота), мм

не более 500 x 500 x 220

Масса, кг

не более 20

Время прогрева, мин

не более 30

Количество одновременно подключаемых баллонов (только для мод. ГГС-У, ГГС-УР):

с исходным газом

1

с газом-разбавителем

1

Средняя наработка на отказ, ч

5000

Средний срок службы, лет

8

Параметры электрического питания:

напряжение переменного тока, В

220±22

частота переменного тока, Гц

50±1

Потребляемая мощность, В•А

не более 100

Рабочие условия применения:

температура окружающего воздуха, °С

от 15 до 25

атмосферное давление, кПа

от 84 до 106,7

относительная влажность окружающей среды, %

не более 80 %

Примечания:

¹⁾ Номинальная цена наименьшего разряда значения температуры термостата на дисплее генератора 0,01 °С.

• Генератор газовых смесей ГГС-У (модификация ГГС-У, ГГС-УР, ГГС-УТ)
• Руководство по эксплуатации ШДЕК.418313.109РЭ
• Паспорт ШДЕК.418313.109ПС
• Методика поверки МП-242-2168-2017
• Комплект баллонов с исходными газовыми смесями (для мод. ГГС-У, ГГС-УР) ^*)
• Комплект источников микропотоков газа (для мод ГГС-У, ГГС-УТ) ^*)
• Комплект штуцеров, заглушек и металлических уплотнений
• Программное обеспечение

Примечания:

^*) состав комплекта баллонов с исходными газовыми смесями и комплекта источников микропотоков газа определяется требованиями Заказчика и поставляется по отдельному заказу

Данные федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений (ФГИС "АРШИН")

Ссылка на ФГИС "АРШИН"