ПЕРЕНОСНОЙ КАЛИБРОВОЧНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ И ПОВЕРКИ СИГНАЛИЗАТОРОВ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ СТМ-30-50
PORTABLE CALIBRATION MODULE FOR CALIBRATION AND INSPECTION OF SIGNALS OF COMBUSTIBLE GASES STM-30-50

Изобретение относится к области промышленной безопасности в системах контроля загазованности опасных производственных объектов.
Сигнализатор горючих газов СТМ-30-50 является стационарным прибором, предназначенным для непрерывного автоматического контроля довзрывоопасных концентраций в воздухе помещений и открытых пространств горючих газов, паров и их смесей в условиях районов с холодным климатом. Стационарный сигнализатор СТМ-30-50 устанавливается на открытых площадках и в помещениях для постоянного мониторинга с целью оперативного распознавания опасной концентрации вредных газов и контроля состава выбросов, которые могут привести к воспламенению или к взрыву. Сигнализатор СТМ-30-50 состоит из блока сигнализации и питания (БСП), который отображает информацию в виде световой индикации при достижении 1-го и 2-го пороговых значений концентрации и отказа датчика неисправности, и блока датчика (БД) (со встроенным или выносным датчиком), в которой встроено два потенциометра для регулировки нуля прибора и чувствительности датчика.
В процессе осуществления автоматического непрерывного измерения и контроля довзрывоопасных массовых концентраций смесей горючих веществ в воздухе рабочей зоны сигнализатор СТМ-30-50 производит выдачу световой сигнализации о превышении установленных пороговых значений, а также оперативно коммутируя внешние исполнительные цепи по факту срабатывания сигнализации. Для сигнализатора СТМ-30-50 диапазон индикации  от 0 до 50% НКПР, диапазон измерения по поверочному компоненту - от 0 до 50% НКПР.
Измеряемое значение концентрации определяется по токовому выходу 4-20 мА:
где I - выходной сигнал блока сигнализации и питания, мА,
o
I - 4 мА;
п
K - коэффициент пропорциональности, равный 0,32 мА/% НКПР;
A - показания сигнализатора, % НКПР.
Для сигнализаторов СТМ 30-50:
- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности по поверочному компоненту не превышают в диапазоне измерения ±5% НКПР.
- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности срабатывания порогового устройства ±5% НКПР.
С целью обеспечения непрерывной работоспособности сигнализаторов СТМ-30-50 периодически осуществляют их калибровку и поверку (см. раздел 12 ИБЯЛ. 424339.001 РЭ «Сигнализатор СТМ-30. Руководство по эксплуатации») с помощью установки для проверки сигнализатора с диффузионным выносным забором пробы. На Фиг. 1 представлена функциональная блок-схема известной установки, которая включает следующие функциональные элементы:
1, 3 - баллон с поверочной газовой смесью (ПГС);
2, 7 - вентиль точной регулировки;
4 - индикатор расхода;
5 - трубка;
6 - кран трехходовой;
8 - блок датчиков (БД);
9 - колпачок;
10 - блок сигнализации и питания (БСП);
11 - миллиамперметр;
12 - сигнализатор горючих газов СТМ-30-50.
С помощью установки в процессе проведении периодической калибровки или поверки сигнализатора (12) определяют его основную абсолютную погрешность по поверочному компоненту путем поочередного пропускания ПГС из баллонов 1, 3 в два цикла (1-3-1-3). Расход ПГС (48±5) л/ч (0,8±0,08) л/мин. После этого производят проверку основной абсолютной погрешности на каждой смеси. Например, посредством пропускания ПГС из баллона (3), проверку осуществляют следующим образом:
- подают ПГС на БД (8) поворотом вентиля точной регулировки (7) в положение "Контроль";
- по истечении не менее 3 мин зафиксируют его показания в % НКПР.
д
Значение основной абсолютной погрешности (Д) в точке проверки определяют по формуле
Δд=Aj-A0,  где Aj - показания сигнализатора, % НКПР;
A0 - действительное значение концентрации измеряемого компонента в поверяемой точке, взятое из паспорта на ПГС, % НКПР.
Полученные значения основной абсолютной погрешности должны быть в пределах ±5% НКПР.
Затем производят проверку времени срабатывания сигнализации, которую осуществляют в следующей последовательности:
- устанавливают «Порог 2»;
- подсоединяют к установке баллон с ПГС (3) с содержанием метана (17,6±1,1) % НКПР в воздухе;
- открывают вентиль на баллоне (3) и вентилем точной регулировки (7) устанавливают расход ПГС по индикатору расхода (4);
- закрывают вентиль на баллоне (3), вентиль точной регулировки (7) оставляют открытым, после чего отсоединяют баллон (3);
- продувают датчиком (8) БД воздух из баллона (3), отсоединяют подводящую газ трубку (5) от поверочного колпачка (9);
- продувают датчиком (8) БД воздух из баллона (3), отсоединяют подводящую газ трубку (5) от поверочного колпачка (9);
- подключают баллон с ПГС (3), открывают вентиль на баллоне подсоединить подводящую газ трубку к поверочному колпачку (9) и включают секундомер, после чего не более чем через 7 секунд должна сработать сигнализация, загореться индикатор «Порог 1», «Порог 2»; должны сработать реле «Порог 1», «Порог 2»;
- закрывают вентиль на баллоне (3), в случае использования ПГС баллона (1) - откорректировать ноль и чувствительность после проверки.
Сигнализатор считается выдержавшим испытания, если время срабатывания сигнализации не более 7 с.
Результаты поверки оформляют протоколом, на корпус сигнализатора, признанного годным к применению, наносят оттиск клейма поверителя. При отрицательных результатах поверки сигнализатор подлежит ремонту.
При проведении калибровки или поверки каждый датчик БД сигнализатора подлежит настройке и градуировке. Так как по своей конструктивной особенности сигнализатор относится к стационарному типу, поэтому настройку БД производят по месту их установки. Элементы настройки находятся непосредственно в корпусе БД, а индикация показаний с БД выводится на БСП, находящийся в удаленной аппаратной.
Проведение работ по настройке и градуировке датчиков сигнализатора осуществляют минимум два работника, связь которых осуществляется по радиоканалу. Первый работник производит подачу ПГС непосредственно на чувствительный элемент БД, а второй - в аппаратной, видя индикацию на БСП, дает указания по рации на увеличение или уменьшение чувствительности датчика. При этом возникают проблемы с обменом информации по рации, из-за чего производится неоднократная корректировка настроек, а это приводит к увеличению расхода ПГС, увеличению продолжительности работ, а также снижению точности настройки сигнализатора.
Схема подключения БД к БСП сигнализатора представлена на Фиг. 2.
Недостатком известного способа проверки сигнализатора с диффузионным выносным забором пробы является невозможность быстрой и четкой настройки сигнализатора из-за конструктивного отсутствия цифровой индикации выходного сигнала на БД.
Задачей настоящего изобретения является создание прибора, обеспечивающего возможность проведения калибровки и поверки сигнализатора горючих газов СТМ-30-50 по месту их установки, без демонтажа, что повышает достоверность и качество проведения калибровки и поверки сигнализаторов, эксплуатационную надежность, облегчает контроль работоспособности и настройки, снижает материальные затраты на приобретение поверочных газовых смесей, используемых при проведении указанных работ.
Поставленная задача обеспечивается легкосъемным переносным калибровочным модулем, содержащим разборный корпус с размещенными внутри линиями подачи питающего напряжения на сигнализатор горючих газов и миллиамперметром, установленным в цепи аналогового выхода с упомянутого сигнализатора, при этом наружная часть корпуса снабжена индикатором отображения показаний миллиамперметра и разъемами, один из которых выполнен с возможностью подключения к блоку датчика сигнализатора, а другой разъем выполнен с возможностью подключения к блоку сигнализации и питания сигнализатора.
Сущность заявленного изобретения поясняется Фиг. 3-4 чертежей.
На Фиг. 3 показана конструкция переносного калибровочного модуля,
где 13 - пластиковый корпус;
11 - миллиамперметр;
14 - стандартный разъем сигнализатора СТМ-30-50, соединяющий калибровочный модуль с БД;
15 - стандартный разъем сигнализатора СТМ-30-50, соединяющий калибровочный модуль с БСП.
На Фиг. 4 представлена принципиальная схема подключения переносного калибровочного модуля.
Работа заявленного переносного калибровочного модуля осуществляется следующим образом.
Переносной калибровочный модуль подключается непосредственно по месту установки сигнализатора (12) между самим БД (8) и БСП (10) в разрыв цепи питания и индикации. К пластиковому корпусу (13) подведены стандартные разъемы (14), (15) сигнализатора таким образом, что разъем (14) соединяется с БД, а к разъему (15) подсоединяется кабель питания и сигнализации от БСП, обеспечивая таким образом питание сигнализатора и съем показаний значений выходного сигнала. Питание поступает с БСП на БД сигнализатора. Для удобства шкала вмонтированного в пластиковый корпус калибровочного модуля миллиамперметра отградуирована в % объемных долях метана в воздухе. При подаче ПГС на чувствительный элемент датчика происходит изменение его выходного сигнала, которое передается на БСП. При установке переносного калибровочного модуля показания сигнализатора отражаются на миллиамперметре. При необходимости корректировки показаний прибора осуществляется подстройка чувствительного элемента датчика посредством потенциометра при регулировке чувствительности с отслеживанием полученных значений по миллиамперметру.
В указанном случае настройку сигнализатора может осуществлять один работник по месту их установки за счет подключения предлагаемого калибровочного модуля в электрическую цепь между БП и БСП сигнализатора.
Для оценки эффективности предложенного технического решения конструкция апробирована длительной эксплуатацией в течение 2015-2016 годов в реальных производственных условиях на ГКП-22 ГПУ п РАО; ГКП-2 УГПУ; КС-1, КС-2 НГДУ филиалов ООО «Газпром добыча Уренгой». В последующем, предлагаемая модель может использоваться на других газовых промыслах.
Таким образом, использование калибровочного модуля при поверке сигнализатора СТМ-30-50 позволяет сокращать время проведения настроек, повышать качество работ, экономить материальные затраты на поверочные газовые смеси ПГС и трудозатраты при производстве работ.