Элегаз: свойства, применение, обрудование
Данное оборудование указано в следующих разделах каталога:
Анализаторы водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/МЕТЭК-600
Внесены в Государственный реестр средств измерений РФ под № 66947-17
Анализаторы водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/МЕТЭК-600 предназначены для измерений массовой доли водорода, азота, кислорода в черных, цветных чистых и редкоземельных металлах и сплавах, сталях, гидридах, геологических пробах.
Модификации
| МЕТЭК-300 | Измерение массовой доли водорода |
| МЕТЭК-300.1 | Измерения массовых долей водорода и кислорода |
| МЕТЭК-300.2 | Измерения массовых долей водорода и азота |
| МЕТЭК-400 | Измерение массовой доли азота |
| МЕТЭК-500 | Измерение массовой доли кислорода |
| МЕТЭК-600 | Измерения массовых долей азота, кислорода |
| МЕТЭК-300/600 | Измерения массовых долей азота, кислорода, водорода |
Принцип действия
Принцип действия анализатора основан на восстановительном плавлении образца в импульсной печи в токе инертного газа и последующем определении содержания газообразных азота и водорода с помощью детектора по теплопроводности, а кислорода с помощью инфракрасного детектора.
Конструктивно анализатор состоит из моноблока, содержащего блок импульсной печи, аналитический блок, трубки с реагентами, каталитическую печь, детектор по теплопроводности, инфракрасные детекторы, ячейка – дозатор (в случаях повышенных концентраций водорода), устройства охлаждения импульсной печи, компрессора для подачи сжатого воздуха для управления импульсной печью, аналитических электронных весов и персонального компьютера для управления процессами измерений и отображения полученных результатов.
Образец, предварительно взвешенный на весах I (специального) класса точности, помещается в специальное загрузочное устройство импульсной печи и автоматически (или по команде оператора) сбрасывается в графитовый тигель. Весы синхронизированы с персональным компьютером через USB-кабель, данные навески передаются автоматически.
Образец плавится под воздействием высокой температуры, обеспечивающей полное выделение азота, водорода и кислорода. Кислород, выделившийся из пробы, соединяется с углеродом из графитового тигля и образуется оксид углерода II (СО). Азот и водород, присутствующие в пробе выделяются в виде молекулярного азота (N2) и молекулярного водорода (H2). Газ-носитель транспортирует выделившиеся газы в каталитическую печь, содержащую оксид меди II (CuO), на котором СО преобразуется в оксид углерода IV (СО2), а водород (H2) преобразуется в воду (H2O). Поcле этого газовая смесь попадает на ИК детектор, где производится измерение интенсивностей поглощения инфракрасного излучения на выделенных длинах волн, характерных для оксида углерода IV (СО2), которое пропорционально содержанию в газе кислорода. Затем H2O поглощается на ангидроне (Mg(ClO4)2), а СО2 на аскарите. В дальнейшем, азот определяется на детекторе по теплопроводности, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный содержанию азота.
В случае измерения водорода, образовавшаяся газовая смесь непосредственно транспортируется в ячейку по теплопроводности.
Сигналы детекторов передаются на персональный компьютер, где производится их регистрация и расчет массовой доли компонента с учетом массы пробы. Анализатор водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/МЕТЭК-600 выпускается одной модели: водород, азот, кислород МЕТЭК-300/МЕТЭК-600, предназначен для измерений массовой доли водорода, азота и кислорода. Анализаторы выпускается в виде моноблока. Пломбирование анализаторов не предусмотрено.
Анализ выполняется автоматически под управлением программного обеспечения. Анализ для водорода, азота и кислорода выполняются раздельно, из разных проб. Для выполнения исследований необходимо в ручном режиме переключить газ-носитель и запустить соответствующую программу анализа.
Процесс измерения включает следующие операции: взвешивание образца в графитовом тигле, размещение его в импульсную печь, автоматическое определение содержания азота, кислорода и водорода, после чего производится пересчет содержания в массовую долю с учетом взятой для анализа массы навески. Результаты анализа выводятся на монитор персонального компьютера, архивируются и могут быть распечатаны.
В программном обеспечении реализована функция градуировки анализатора по газовой дозе (при диапазоне Н м.д. 0,2...4,0 %), с помощью стандартных образцов.
Технические характеристики
| Диапазоны измерений массовой доли, % | азота | 0,0001...1,0 |
| кислорода | 0,0002...2,0 | |
| водорода | 0,00001...1,0 (до 4,0 % по согласованию) | |
| Диапазоны показаний массовой доли, % | азота | 0,0001...5,0 |
| кислорода | 0,0002...10,0 | |
| водорода | 0,00001...10,0 | |
| Предел допускаемого относительного СКО случайной составляющей погрешности измерений массовой доли азота, % | 0,0001...0,005 | 16 |
| 0,005...0,04 | 5 | |
| 0,04...1,0 | 3 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой доли азота, % | 0,0001...0,005 | ±40 |
| 0,005...0,04 | ±15 | |
| 0,04...1,0 | ±10 | |
| Предел допускаемого относительного СКО случайной составляющей погрешности измерений массовой доли кислорода, % | 0,0002...0,005 | 16 |
| 0,005...0,04 | 5 | |
| 0,04...2,0 | 3 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой доли кислорода, % | 0,0002...0,005 | ±40 |
| 0,005...0,04 | ±15 | |
| 0,04...2,0 | ±10 | |
| Предел допускаемого относительного СКО случайной составляющей погрешности измерений массовой доли водорода, % | 0,00001...0,005 | 16 |
| 0,005...0,04 | 5 | |
| 0,04...4,0 | 3 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой доли водорода, % | 0,00001...0,005 | ±40 |
| 0,005...0,04 | ±15 | |
| 0,04...4,0 | ±10 | |
| Точность определения при навеске 1 г, ppm | 0,02 | |
| Избыточное давление газа на входе, МПа | 0,2 | |
| Время анализа (90 с), включая продувку (10 с), дегазацию тигля (30 с), с, не более | 130 | |
| Вид рабочего образца – пробы | стружка молотая | * |
| порошок | * | |
| компактная проба, мм | 6×6×16 | |
| Масса пробы, мг | 20...1000 | |
| Мощность импульсной печи, Вт | 4500 | |
| Расход воды, л/мин, не более | 5,0 | |
| Газ–носитель | (для определения азота/кислорода) гелий, марка А, ТУ 51-940-80,% чистоты | 99,99 |
| (для определения водорода) аргон (газообразный, высший сорт) по ГОСТ 10157-79, % чистоты | 99,993 | |
| Расход газа-носителя, дм³/мин, не более | 1,00 | |
| Чувствительные элементы | определение водорода и азота | детектор по теплопроводности |
| определение кислорода | ИК-ячейка | |
| Условия эксплуатации | температура воздуха, °С | 17...27 |
| относительная влажность, %, не более | 80 | |
| Электропитание | ~220 ±22 В 50 ±1 Гц | |
| Габаритные размеры моноблока, мм, не более | 650×650×700 | |
| Масса, кг, не более | 120 | |
Комплектность
- Моноблок анализатора водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/ МЕТЭК-600
- Устройство охлаждения импульсной печи
- Компрессор масляный коаксиальный для работы импульсной печи
- Устройство очистки импульсной печи
- Весы неавтоматического действия (без калибровочной гири)*
- Кабель USB (подключение моноблока и ПК, моноблока и весов)
- Персональный компьютер или ноутбук* в комплекте (сетевой фильтр, оптическая мышь)
- Специализированное программное обеспечение «МЕТЕК» (на флэш-карте, 4 Мб)
- Стартовый комплект расходных материалов на 500 анализов (комплект)
- Запасные части и принадлежности (комплект)
- Комплект соединительных кабелей (не менее 1,5 м)
- Комплект газовых трубопроводов (не менее 1,5 м)
- Комплект водяных трубопроводов для системы охлаждения (не менее 2 м)
- Технический паспорт анализатора водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/ МЕТЭК-600
- Руководство по эксплуатации анализатора водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/ МЕТЭК-600
- Руководство пользователя программным обеспечением МЕТЭК
- Копия методики поверки (МП 178-251-2016)
Поверка
Осуществляется по документу МП 178-251-2016 «ГСИ. Анализаторы водорода, азота, кислорода МЕТЭК-300/МЕТЭК-600. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 20 декабря 2016 г.
Основные средства поверки
- Рабочие эталоны по ГОСТ Р 8.735.0-2011: стандартные образцы утвержденных типов
- ГСО 9110-2008 (аттестованные значения массовой доли азота 0,0005...0,02 %, границы допускаемых значений абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,0003...±0,0016 %; аттестованные значения массовой доли кислорода 0,0005...0,002 %, границы допускаемых значений абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,0003...±0,0004 %)
- ГСО 9454-2009 (аттестованные значения массовой доли азота 0,005...0,05 %, границы допускаемых значений абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,0006...±0,0024 %; аттестованные значения массовой доли кислорода 0,001...0,01 %, границы допускаемых значений абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,0003...±0,0007 %)
- ГСО 9724-2010 (аттестованное значение массовой доли азота 0,0072 %, абсолютная погрешность аттестованного значения ±0,0002 %; аттестованное значение массовой доли кислорода 0,0121 %, абсолютная погрешность аттестованного значения ±0,0002 %)
- ГСО 8725-2005 (аттестованное значение массовой доли азота 0,00384 %, границы допускаемой абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,00016 %; аттестованное значение массовой доли кислорода 0,00167 %, границы допускаемой абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,00016 %; аттестованное значение массовой доли водорода 0,00015 %, границы допускаемой абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,00003 %)
- ГСО 8447-2003 (аттестованные значения массовой доли водорода 4,0...7,0 млн¯¹, границы допускаемых значений абсолютной погрешности аттестованного значения ±0,4 млн¯¹)
- Рабочий эталон единицы массы 1-го разряда в диапазоне 1 мг...100 г по ГОСТ 8.021-2005: весы лабораторные электронные I (специального) класса точности (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 3.1.ZZC.0060.2012)
- Рабочий эталон 1-го разряда по ГОСТ 8.578-2014: стандартный образец утвержденного типа ГСО 10597-2015 состава газовой смеси H2/N2 (аттестованные значения объемной доли водорода 0,1...70 %, границы относительной погрешности аттестованного значения составляют от ±2,5...±0,2 % соответственно).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.