Modernizacja stanowisk GUM do badania analizatorów wydechu

Modernizacja stanowisk GUM do badania analizatorów wydechu

Systematyczna modernizacja stanowisk przeznaczonych do wzorcowania alkomatów przyczynia się m.in. do zwiększenia powtarzalności pomiarów. Ulepszenia dotyczące aplikacjii: kontrolno-pomiarowej (ApK-P) oraz serwisowej (AS), wdrażane w ramach pracy badawczo-rozwojowej autorstwa M. Nawotka oraz P. Janko z Pracowni Analizatorów Wydechu Samodzielnego Laboratorium Masy L7, mają docelowo pogłębić automatyzację procesów. W ubiegłych latach opracowano, a następnie wdrożono w życie rozwiązania sprzyjające wzorcowaniu analizatorów wydechu dwoma pionierskimi metodami:

• Suchych wzorców etanolowych oraz
• Wilgotnych wzorców etanolowych.

Na prototypowe stanowisko badań metodą suchych wzorców etanolowych składają się:

• Specjalistyczny układ generujący mieszaniny etanolu i azotu w stanie gazowym oraz
• Właściwy układ do badania, a następnie wzorcowania urządzeń pomiarowych wskazaną metodą.

Nowopowstałe, prototypowe stanowisko nie tylko pozwala osiągnąć doskonałą powtarzalność pomiaru - ≤ 0,001 mg/l, ale również zapewnia możliwość prowadzenia wnikliwej analizy zależności profilu wydechu oraz związków chemicznych na wynik pomiaru.  

Kolejne, ośmiokanałowe stanowisko do badania i wzorcowania urządzeń pomiarowych drugą z wymienionych metod, również składa się z dwóch kluczowych układów:

• Symulacji ludzkiego wydechu oraz
• Wyspecjalizowanego układu generowania wilgotnego wzorca etanolowego.

Stanowisko do badania oraz wzorcowania urządzeń pomiarowych metodą wilgotnych wzorców etanolowych pozwala wygenerować symulację wydechu osoby będącej pod wpływem alkoholu w postaci wzorca gazowego o sprecyzowanym składzie fizykochemicznym przypominającym prawdziwy trunek. Chmura składająca się z dwutlenku węgla, pary wodnej oraz etanolu charakteryzuje się zbliżonymi do pierwowzoru możliwościami respiracyjnymi – począwszy od profilu wydechu, poprzez objętość, a skończywszy na ciśnieniu i temperaturze. Zaawansowane technicznie, a zarazem technologicznie urządzenie umożliwia przeprowadzanie badan i wzorcowań na najwyższym światowym poziomie.

Po wzmożonej eksploatacji stanowiska (m.in. dwanaście porównań międzylaboratoryjnych dla akredytowanych bądź starających się o akredytację laboratoriów w latach 2014-2016) oraz identyfikacji kluczowych problemów, wad, usterek, a także sprecyzowaniu możliwych kierunków modernizacji wykonano:

• Standardową konserwację eksploatowanych elementów oraz wymianę części zużytych
• Modernizację elektroniki, ze szczególnym uwzględnieniem cyfrowego sterowania mieszadeł z możliwością kontroli ich prędkości obrotowej
• Wymianę zasilania przy jednoczesnej zmianie napięcia na 24 VAC
• Rozbudowę dotychczasowego oprogramowania o kolejny moduł – serwisowy
• Modyfikację modułu komunikacyjnego (Bluetooth).

Ponadto, wprowadzono nowoczesne łopatki mieszające oraz silniki krokowe w mieszadłach.

Zmian dokonano również w aplikacji kontrolno-pomiarowej. Optymalizacji uległ m.in. algorytm pomiaru temperatury. Ponadto wprowadzono dodatkowy algorytm: odrzucania nieprawidłowych wyników pomiaru temperatury. Dodatkowo, dodano doń pliki konfiguracyjny poszerzony o współczynniki korekcyjne temperatury pochodzące ze świadectwa wzorcowania i funkcję automatycznej kontroli daty ważności wzorcowania termometru. Kluczową zmianę można zaobserwować przy obliczaniu stężenia wzorca gazowego. Obecnie działania prowadzone są na bazie ułamka masowego, wcześniej wyliczonego podczas procedury wytwarzania wzorca ciekłego etanolu. Nowy sposób obliczania wymusił wprowadzenie automatycznego zbierania oraz zapisu danych do pliku. Całość uzupełniono dodatkową opcję – funkcję generowania protokołu wzorcowania i świadectwa wzorcowania w oparciu o zapisane dane. W przypadku aplikacji serwisowej, automatyzacji uległa kalibracja czujników temperatury, odpowiedzialna za sterowanie procesem termostatowania. Zespół ten wykorzystuje bezprzewodową komunikację Bluetooth. W obu aplikacjach zmodernizowano interfejs graficzny.

Modernizacja obu stanowisk bazujących na dwóch, zupełnie różnych, a co za tym idzie, niezależnych od siebie metodach: suchych wzorców etanolowych oraz wilgotnych wzorców etanolowych pozwoliła poszerzyć zakres prowadzonej działalności m.in. o:

• Badania analizatorów wydechu w oparciu o specjalistyczne normy przedmiotowe oraz zlecenie OIML R126:2012
• Badania analizatorów wydechu w ramach nowoutworzonej jednostki w Konsultacyjnym Zespole Meteorologicznym ds. technologii i procesów przemysłowych;
• Współpracę partnerską z krajowymi instytutami meteorologicznymi
• Organizację porównań międzylaboratoryjnych na rzecz krajowych i zagranicznych laboratoriów wzorcujących.