Измерение качества сжатого воздуха в соответствии с ISO 8573-1

Сжатый воздух - дорогостоящая, но в то же время незаменимая среда в промышленном автоматизированном производстве. Поэтому пользователям еще важнее постоянно следить за качеством сжатого воздуха.

ISO 8573 - это международно признанный стандарт, определяющий наиболее важные загрязняющие вещества в сжатом воздухе. Применение этого стандарта позволяет проводить точные испытания наиболее важных загрязняющих веществ в сжатом воздухе - частиц, воды, газа, микробиологических и масляных загрязнений.

Некоторые из этих методов требуют анализа образцов в лаборатории. Это всегда связано с временными задержками и дает заказчику лишь усредненный снимок за измеряемый период, что не всегда целесообразно.

Как же измерить эти загрязнения в повседневных, реальных условиях эксплуатации?

CS INSTRUMENTS предлагает индивидуальные решения для стационарного и мобильного мониторинга. Сигналы тревоги могут использоваться для сигнализации о необходимости технического обслуживания системы подготовки сжатого воздуха (осушителя и фильтра), чтобы масло, вода и частицы не попадали в сеть сжатого воздуха. Это, в свою очередь, снижает риск загрязнения конечных продуктов и повышает надежность процесса и срок службы пневматических компонентов.

ISO 8573 состоит из следующих частей, которые объединены общим названием "Качество сжатого воздуха"

ISO 8753-1: Примеси и классы чистоты
ISO 8753-2: Метод испытания на содержание масляного аэрозоля
ISO 8753-3: Метод испытания для измерения влажности
ISO 8753-4: Метод испытания на содержание твердых частиц
ISO 8753-5: Методы испытаний на содержание масляных паров и органических растворителей
ISO 8753-6: Метод испытания на содержание газообразных загрязняющих веществ
ISO 8753-7: Метод испытания на содержание жизнеспособных микробиологических загрязнений
ISO 8753-8: Метод испытания на содержание твердых частиц по массовой концентрации
ISO 8753-9: Метод испытания на содержание жидкой воды

ISO 8573-1:2010 Класс	Нефть	Вода	Твердые частицы
	Общее содержание масла (жидкий аэрозоль и туман)	Давление Точка росы Пар	Максимальное количество частиц на м3
	мг/м3	Давление Точка росы Пар	0,1 - 0,5 мкм	0,5 - 1 мкм	1 - 5 мкм
0	По указанию пользователя прибора, более жесткие требования, чем класс 1
1	0,01	<= -70 °C	<= 20.000	<= 400	<= 10
2	0,1	<= -40 °C	<= 400.000	<= 6.000	<= 10
3	1	<= -20 °C	-	<= 90.000	<= 1.000
4	5	<= +3 °C	-	-	<= 10.000
5	-	<= +7 °C	-	-	<= 100.000
6	-	<= +10 °C	-	-	-
7	-	-	-	-	-
8	-	-	-	-	-
9	-	-	-	-	-
x	-	-	-	-	-

В этой статье мы сосредоточимся на поточных методах непрерывного обнаружения нефтяных аэрозолей, влаги и частиц (включая микробиологические загрязнения).

Содержание масляного аэрозоля

Согласно стандарту ISO 8573-2, для измерения содержания масляного аэрозоля разрешены различные методы испытаний.

Следующая таблица взята из стандартного документа ISO 8573-2. Приведенные ниже методы измерения соответствуют образцу, взятому в течение определенного времени, поэтому результаты могут использоваться только для целей проверки.

Параметры	Метод A - полный поток	Метод B - Полный поток	Метод B2 - частичный поток
Диапазон загрязнений	1 мг/м3 - 40 мг/м3	0,001 мг/м3 - 10 мг/м3	0,001 мг/м3 - 10 мг/м3
Макс. Макс. скорость в фильтре	См. 7.1.2.10	1 м/с	1 м/с
Чувствительность	0,25 мг/м3	0,001 мг/м3	0,001 мг/м3
Точность	± 10% от фактического значения	± 10% от фактического значения	± 10 % от фактического значения
Макс. Макс. температура	100 C°	40 C°	40 C°
Время испытания (типичное)	50 ч - 200 ч	2 мин - 10 ч	От 2 мин до 10 ч
Структура фильтра	Коалесцентный линейный фильтр	Трехслойная мембрана	Трехслойная мембрана

Для измерений в режиме онлайн, которые дают пользователю непрерывный дисплей, а также индикацию пикового загрязнения, используются современные измерительные системы, такие как датчики PID. Эти датчики обеспечивают постоянное и высокоточное измерение паров масла с помощью метода фотоионного детектора (PID).

Датчики легко подключаются к системе сжатого воздуха через шаровой кран или быстроразъемное соединение и непрерывно анализируют воздух. Долгосрочная стабильность обеспечивается за счет использования катализатора, который сжигает любые углеводороды в воздухе, делая чистый воздух идеальным для калибровки по нулевой точке во время работы.

Измеренные значения являются непрерывными, их можно записывать и подавать сигналы тревоги при превышении предельных значений. Это дает значительные преимущества по сравнению с временными методами измерения

Измерение остаточного масла - OIL-Check 400

Oil-Check 400 обеспечивает постоянное и высокоточное измерение остаточного содержания паров масла в диапазоне от 0,001 мг/м3 до 2,5 мг/м3. Минимальное измеренное значение 0,001 мг/м3 означает, что можно контролировать класс качества сжатого воздуха 1 (ISO 8573-1). Это означает, что с помощью Oil-Check 400 можно контролировать весь диапазон измерений.

В стандарте ISO 8573-3 описаны методы испытаний для измерения влажности. Следующая таблица взята из стандартного документа ISO 8573-3:

Таблица 1 - Методы испытаний для измерения влажности воздуха

Методы измерения, отсортированные по точности измерения		Точность измерения ±°C	Диапазон для влажности Указывается как точка росы под давлением ° ° C.								Примечание
Метод	Таблица		-80	-60	-40	-20	0	+20	+40	+60
Спектроскопический	2	a									Предел обнаружения водяного пара составляет от 0,1 x 10-6 до 1 x 10-6 b
Конденсация	3 и 4	0,2 - 1,0
Химический	5	1,0 - 2,0
Электрические	6, 7 и 8	От 2,0 до 5,0
Психрометр	9	От 2,0 до 5,0
a Точность измерения в градусах Цельсия пока недоступна. b Объемная доля. c Точка росы по давлению в стандарте ISO 7183.

Методы спектроскопии и конденсации очень точны, но и очень дороги при использовании в качестве непрерывных измерений. Химический и психрометрический методы представляют собой случайные образцы, которые нельзя использовать для непрерывных измерений.

Поэтому наиболее часто используемым методом измерения влажности и температуры точки росы является электрический метод. Чаще всего в этой категории используются датчики, измеряющие изменение емкости при различной влажности. Это связано с тем, что такие датчики обеспечивают наибольший диапазон измерений с очень высокой точностью и повторяемостью.

Кроме того, эти датчики легко устанавливаются через шаровой кран или быстроразъемное соединение и обеспечивают непрерывные измерения, которые можно регистрировать и/или использовать для подачи сигналов тревоги при превышении предельных значений.

Остаточная влажность - датчик точки росы FA 510

FA 510 измеряет точку росы под давлением до -80°Ctd. Непрерывное измерение также обеспечивает немедленное включение сигнала тревоги в случае неисправности осушителя сжатого воздуха. Датчик позволяет осуществлять постоянный мониторинг осушителя сжатого воздуха.

В стандарте ISO 8573-4 описаны методы испытаний на содержание твердых частиц. Следующая таблица взята из стандартного документа ISO 8573-4:

Метод	Диапазон применяемых концентраций ^{частиц/м3}	Применимый диаметр твердых частиц мкм
		< 0,1	0,5	1	< 5
Лазерный счетчик частиц	0 -¹⁰⁵
Счетчик ядер конденсата	¹⁰² -¹⁰⁸
Анализатор подвижности частиц	-
Спектрометр SMPS/спектрометр размера частиц	¹⁰² -¹⁰⁸
Отбор проб на поверхности мембраны в сочетании с микроскопом	0 -¹⁰³

Наиболее часто используемый метод измерения содержания твердых частиц осуществляется путем подсчета частиц с помощью лазерного счетчика частиц. Датчики легко подключаются к системе сжатого воздуха через шаровой клапан или быстроразъемное соединение и непрерывно анализируют воздух. Точность измерений зависит от размера лазерного диода и используемой оптики, а также от скорости потока, проходящего через устройство. Чем больше объем воздуха, который можно проанализировать за определенное время, тем выше достигаемая точность.

Некоторые лазерные счетчики частиц измеряют размер частиц только до 0,3 мкм (микрометров). Этого недостаточно для пищевой промышленности, поскольку для определения класса по ISO 8573-1 необходимо определять размер частиц до 0,1 мкм.

Счетчик частиц PC 400

Высокоточный оптический счетчик частиц PC 400 измеряет частицы размером от 0,1 мкм и поэтому подходит для контроля качества сжатого воздуха класса 1 (ISO 8573-1).

В основе измерения качества сжатого воздуха лежит безбумажный регистратор DS 500, в котором измеряются и документируются данные измерений датчиков остаточного масла, частиц и остаточной влажности. Измеренные значения отображаются в графическом виде на 7-дюймовом цветном дисплее.

Кривые с момента начала измерения можно просмотреть простым движением пальца. Встроенный регистратор данных надежно и безопасно сохраняет измеренные значения. Для каждого измеряемого параметра можно произвольно ввести предельное значение. Для сигнализации о превышении предельных значений предусмотрены 4 сигнальных реле. Опционально DS 500 может быть оснащен до 12 сенсорными входами.

DS 500 имеет интерфейс Ethernet и интерфейс RS 485 для подключения к системам верхнего уровня. Связь осуществляется по протоколу Modbus.