Nawigacja

Aktualności

04.07.2017Modernizacja stanowisk GUM do badania analizatorów wydechu

Autor : Jolanta Wasilewska
Opublikowane przez : Adam Żeberkiewicz

Stanowiska GUM do badania analizatorów wydechu podlegają systematycznej modernizacji. Prezentujemy podsumowanie dotychczasowych prac.

Najnowsze ulepszenia dotyczyły modyfikacji aplikacji kontrolno-pomiarowej (ApK-P) i aplikacji serwisowej (AS) w ramach pracy badawczo-rozwojowej pt. Modernizacja oprogramowania stanowiska do generowania wzorca etanolu (autorzy: Michał Nawotka i Piotr Janko z Pracowni Analizatorów Wydechu Samodzielnego Laboratorium Masy L7). W rezultacie możliwe będzie dalsze zautomatyzowanie procesów badania (wzorcowania) analizatora wydechu i pomiaru stężenia masowego etanolu we wzorcu gazowym.

W latach 2011-2014 w laboratorium odpowiadającym za badania analizatorów wydechu opracowano koncepcje, zaprojektowano i zbudowano prototypowe stanowiska do badania/wzorcowania analizatorów wydechu:

  1. metodą suchych wzorców etanolowych,
  2. metodą wilgotnych wzorców etanolowych.

W skład stanowiska do badania i wzorcowania analizatorów wydechu metodą suchych wzorców etanolowych wchodzą:

  • układ do wytwarzania gazowych mieszanin etanolu i azotu (obecnie przekazany do Pracowni Analizy Gazów Samodzielnego Laboratorium Chemii), fot. 1
  • układ do badania i wzorcowania analizatorów wydechu metodą suchych wzorców etanolowych, fot. 2.

Fot. 1 Układ do wytwarzania gazowych mieszanin etanolu i azotu Fot. 2 Układ do badania/wzorcowania analizatorów wydechu metodą  suchych wzorców etanolowych

Stanowisko do badania i wzorcowania analizatorów wydechu metodą suchych wzorców etanolowych pozwala na osiągnięcie bardzo dobrej powtarzalności pomiaru (≤ 0,001 mg/l), a ponadto zapewnia możliwość prowadzenia badań wpływu profilu wydechu i związków chemicznych (tzw. substancji interferujących) na wynik pomiaru wg zalecenia OIML R126:2012 Evidential Breath Analyzers. Odpowiednia procedura badania wpływu substancji interferujących została opracowana wspólnie z Pracownią Analizy Gazów.

W skład ośmiokanałowego stanowiska do badania i wzorcowania analizatorów wydechu metodą wilgotnych wzorców etanolowych wchodzi (fot. 3):

  • układ symulacji ludzkiego wydechu,
  • układ generowania wilgotnego wzorca etanolowego (8 modułów, każdy złożony z trzech połączonych szeregowo symulatorów wydechu).

Fot. 3 Stanowisko do badania / wzorcowania analizatorów wydechu metodą wilgotnych wzorców etanolowych

Stanowisko do badania/wzorcowania analizatorów wydechu metodą wilgotnych wzorców etanolowych generuje wzorzec gazowy symulujący wydech osoby będącej pod wpływem alkoholu, o zbliżonym składzie fizykochemicznym (etanol, para wodna, dwutlenek węgla) oraz zbliżonych możliwościach respiracyjnych (profil wydechu, ciśnienie, temperatura, objętość). Niepewność gazowego wzorca etanolu generowanego z tego urządzenia pozwala na przeprowadzenie badań i wzorcowań analizatorów wydechu na najwyższym światowym poziomie. Należy zauważyć, że na tym stanowisku w latach 2014-2016 wykonano 12 porównań międzylaboratoryjnych dla akredytowanych laboratoriów i laboratoriów starających się o akredytację.

W efekcie doświadczeń zebranych podczas intensywnej eksploatacji stanowiska, którego konstruktorem był były pracownik GUM Robert Kordulasiński, zidentyfikowano problemy i kierunki modernizacji, a następnie wykonano następujące prace:

  • konserwację elementów stanowiska i wymianę zużytych części,
  • wprowadzenie nowego typu łopatek mieszających i silników krokowych w mieszadłach,
  • modernizację części elektronicznej modułów, wprowadzenie cyfrowego sterowania mieszadeł z możliwością kontroli prędkości obrotowej,
  • wymianę układu zasilającego i zmiana napięcia zasilającego na 24 VAC,
  • rozbudowę oprogramowania o moduł serwisowy,
  • modyfikację komunikacji ze stanowiskiem przez Bluetooth.

W aplikacji kontrolno-pomiarowej zoptymalizowano algorytm pomiaru temperatury, wprowadzono algorytm odrzucania niepoprawnych wyników pomiaru temperatury, plik konfiguracyjny ze współczynnikami korekcyjnymi temperatury ze świadectwa wzorcowania i automatyczną kontrolę daty ważności wzorcowania termometru. Zmieniono sposób obliczania stężenia wzorca gazowego, który obecnie obliczany jest bezpośrednio z ułamka masowego wyliczonego podczas procedury wytwarzania wzorca ciekłego etanolu, wprowadzono zbieranie danych i zapisu ich do pliku oraz dodatkową funkcjonalność generowania protokołu wzorcowania i świadectwa wzorcowania z wykorzystaniem zapisanych danych. W zmodyfikowanej aplikacji serwisowej zautomatyzowano kalibrację czujników temperatury do sterowania procesem termostatowania, wykorzystując bezprzewodową komunikację z modułami za pomocą interfejsu Bluetooth. Ulepszono także interfejs graficzny obu aplikacji.

Posiadanie ww. stanowisk, pracujących w oparciu o dwie niezależne metody pomiarowe, ma duże znaczenie dla GUM, pozwala bowiem na:

  • prowadzenie badań analizatorów wydechu w oparciu o zalecenie OIML R126:2012 i normy przedmiotowe,
  • prowadzenie badań analizatorów wydechu w ramach Grupy roboczej ds. analizatorów wydechu w Konsultacyjnym Zespole Metrologicznym ds. technologii i procesów przemysłowych,
  • weryfikację stanowisk pomiarowych do badania i wzorcowania analizatorów wydechu,
  • organizację porównań międzylaboratoryjnych dla krajowych laboratoriów wzorcujących, a także na arenie międzynarodowej,
  • weryfikację wytworzonych w GUM suchych wzorców gazowych (etanol w azocie),
  • ocenę jednorodności i stabilności ciekłych roztworów wzorcowych etanolu,
  • nawiązanie partnerskiej współpracy z innymi krajowymi instytutami metrologicznymi (NMIs) w zakresie porównań analizatorów wydechu oraz wzorców etanolowych.
do góry