Виды газоанализаторов и их принцип действия - VISTAGRUP.RU

Виды газоанализаторов и их принцип действия

Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности

Газоанализатор – это измерительный прибор, предназначенный для определения концентрации определенных компонентов в газовых смесях. Он может работать в ручном или автоматическом режиме. Результат измерений выражается в процентном соотношении концентрации или просто сообщается о критическом превышении установленной нормы определенного вещества в воздухе или другой газовой среде. Устройство предназначено для измерения содержания отдельного компонента и не может реагировать на превышение концентрации другого.

Разновидности устройств по функциональным возможностям
Газоанализаторы разделяют на несколько видов в зависимости от их функционального предназначения. Они производятся в виде:
  • Индикатора.
  • Течеискателя.
  • Сигнализатора.

Приборы индикаторного типа предназначены для кратковременного измерения с целью определения концентрации определенного компонента в газовой среде. Такие устройства зачастую представлены переносными портативными моделями.

Газоанализаторы в виде течеискателей также являются портативными. Они предназначены для поиска течи в газовых трубах. С помощью такого устройства можно точно определить поврежденный участок, через который осуществляется утечка в атмосферу. Прибор работает практически по принципу индикатора, но анализирует не общий объем газа в помещении, а охватывает ограниченное пространство вокруг чувствительного элемента. Прикладывая прибор к трубе, осуществляется сканирование газа вокруг ее стенок с целью выявления участка, где превышение концентрации будет максимальным.

Зачастую такие приборы оснащаются взрывозащищенным корпусом, что исключает образование искры способной воспламенить среду, если идет анализ повреждения труб с горючими газами. Течеискатели часто можно встретить у работников жилищных управляющих компаний, которые проверяют герметичность подключения колонок, плит и духовых шкафов к трубам. Это компактные и легкие приборы, позволяющие осуществлять анализ воздуха на наличие примесей природного газа за считанные секунды.

Газоанализаторы в виде сигнализаторов осуществляют непрерывный анализ состава газовой среды. Они представлены стационарным оборудованием, которое закрепляется неподвижно. При получении данных с превышением допустимых показателей прибор сигнализирует об этом на пульт управлении, в результате чего осуществляется звуковой или световой сигнал. Пульт управления может автоматически перекрыть подачу газа или включить дополнительную вентиляцию.

Существуют анализаторы, которые оснащены собственным световым и звуковым оборудованием для сообщения об опасности. Отдельные устройства идут в комплекте с электроклапаном, который при срабатывании прибора перекрывает трубу. При этом автоматические процессы происходят без участия пульта управления, что позволяет отказаться от его использования.

Виды газов, на которые реагируют анализаторы
Газоанализатор может иметь разнообразную конструкцию, которая реагирует на любое газовое вещество. К самым востребованным устройствам относятся приборы, которые откалиброваны для измерения концентрации следующих видов газов:
  • Сероводород.
  • Пропан.
  • Метан.
  • Окись углерода.
  • Кислород.
  • Диоксид серы и пр.
Бытовой газоанализатор

Согласно требованиям законодательства, газоанализаторы устанавливаются в обязательном порядке на промышленных объектах, а также котельных. В помещениях, где работают отопительные системы, применяются приборы, которые анализируют концентрацию углекислоты, а также горючего газа.

На производстве, где существует риск выброса других разновидностей газа, также устанавливаются анализаторы, реагирующие на подобные вещества. В бытовых помещениях наличие подобного оборудования необязательно. При этом использование газоанализаторов существенно повышает безопасность. Предлагаемое производителями оборудование для бытовых помещений не требует подключения к пульту управления. Это снижает затраты на оснащение помещения чувствительными датчиками и системами управления.

В домашних помещениях применяется два типа оборудования – для горючих и угарных газов. Приборы, которые реагируют на горючие смеси, устанавливаются в тех помещениях, где имеются потребители газа. Такие устройства являются стационарными. Они закрепляются на стене вблизи с возможным источником утечки, и с помощью проводов соединяются с электроклапаном, установленным на выходе газовой трубы или на выходе баллона. При превышении допустимой концентрации газа устройство подаст звуковой и световой сигнал, а также даст команду электроклапану перекрыть подачу.

Более распространенными являются бытовые устройства, реагирующие на угарный газ. Его образование происходит при горении обычного газа, дров, угля и любых других предметов. Подобные устройства при обнаружении превышения концентрации окиси углерода выдают звуковой и световой сигнал. При наличии принудительной вентиляции, прибор подсоединяется к ее управлению. Он включает вытяжку, что осуществляет обновление воздуха в помещении. Если устройство устанавливается в помещении с современным отопительным котлом, то срабатывание датчика приводит к перекрытию подачи кислорода в камеру сгорания. Это позволяет прекратить горение и предотвратить увеличение концентрации угарного газа.

Бытовые устройства работают непрерывно. Частота анализа воздуха в помещении осуществляется с периодичностью 5-60 секунд. Перед тем как концентрация опасных веществ в воздухе достигнет критического уровня, бытовой газоанализатор издает предупредительные сигналы, сообщающие о значительном увеличении опасных веществ. Это позволяет заранее среагировать и устранить проблему до того как сработает аварийный сигнал и последует запуск автоматических процессов.

Зачастую бытовой газоанализатор является комбинированным и имеет чувствительные датчики, которые реагируют на несколько веществ. Обычно это три компонента – метан, пропан-бутан и оксид углерода.

Подобные устройства будут уместными для установки в следующих помещениях:
  • В квартирах и домах.
  • Гаражах.
  • Котельных.
  • Хранилищах баллонов с газом.
Разновидности газоанализаторов в зависимости от физических принципов работы

В зависимости от физического принципа, по которому осуществляется анализ газовой среды для выявления отдельных компонентов, существует больше 10 разновидностей газоанализаторов. Не существует полностью универсальной конструкции, которая бы позволяла анализировать состав любых смесей. Для одних разновидностей газов используется один физический принцип, в то время как для других он не действенный или небезопасный.

Выделяют следующие популярные виды газоанализаторов:
  • Термокондуктометрические.
  • Пневматические.
  • Магнитные.
  • Инфракрасные.
  • Ионизационные.
  • Ультрафиолетовые.
  • Люминесцентные.

Термокондуктометрические реагируют на теплопроводность смеси. Данные устройства анализируют насколько эффективно осуществляется передача температуры в газовой среде. Подобное оборудование подходит в тех случаях, когда уровень теплопроводности у основного газа и примесей, которые нужно выявить, существенно отличается.

Пневматические анализируют вязкость смеси, которая присутствует в помещении. Данные приборы не имеют электрических компонентов, поэтому их можно использовать на взрывоопасных объектах. Механические элементы прибора не создают искру, поэтому риск воспламенения газа исключается.

Магнитный газоанализатор используется для анализа кислорода. Подобные приборы используются в различных высокотехнологических механизмах, в которых проводится подготовка газовой смеси для сжигания. По данному принципу работает лямбда-зонд, который монтируется в выхлопной системе современных автомобилей. Устройство определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах, что позволяет оценить, насколько эффективно прогорело топливо.

Инфракрасные облучают газовую среду инфракрасными лучами, после чего чувствительные датчики реагируют на уровень поглощения молекулами вещества излучаемого света. Такие устройства имеют взрывозащищенный корпус, поэтому часто используются с взрывоопасными веществами. По данному принципу работает значительная доля лабораторного и промышленного оборудования.

Ионизационный газоанализатор проверяет электропроводимость и ионизованных газов. При наличии примесей электропроводимость отличается, что фиксируется прибором и отображается в процентном выражении концентрации. Подобные устройства могут работать только с теми газами, которые не могут воспламеняться.

Ультрафиолетовые работают по схожему принципу с инфракрасными, за тем исключением, что осуществляют облучение ультрафиолетовыми лучами. Данные приборы также анализируют интенсивность поглощения молекулами измеряемой среды направленных на них лучей.

Люминесцентный газоанализатор измеряет люминесцирующие свойства газов. Эти свойства отличаются в зависимости от концентрации определенных примесей. Данные устройства являются не столь распространенными, поскольку существуют намного более простые технологии производства оборудования, работающие по другому принципу, которые позволяют получить данные с такой же точностью, но с меньшими затратами на изготовление анализатора.

Бывает также прочее оборудование, работающее по другим физическим принципам. Оно является менее распространенным, поскольку затратное в производстве, или требует обслуживания. Зачастую подобные газоанализаторы работают по химическому принципу и требуют заправки приборов реагентами, которые после израсходования нужно доливать. Такие приборы применяются для специфических газов, которые другими способами не анализируются.

Газоанализаторы

Информационный портал о газоанализаторах, газодектерах и газосигнализаторах

Принципы работы газоанализаторов

Газоанализатор – это специальный прибор для измерения количественного и качественного состава смеси газов. На сегодняшний день различают 2 основных типа газоанализаторов:

  1. Автоматические;
  2. Ручные.
Читайте также  Определение номеров автотранспорта

Автоматические газоанализаторы

Данные измерительные приборы позволяют измерять физико-химический или физический состав смеси газов или отдельных его частей. Исходя из принципа действия, существует 3 группы автоматических анализаторов:

  1. Химические или объемно-манометрические анализаторы.
  2. Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах.
  3. Физические газоанализаторы

Химические или объемно-манометрические анализаторы.

Первая группа устройств этого типа позволяет определить изменение давления и объема газовой смеси при помощи химических реакций, которые происходят с различными компонентами смеси газов.

Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах.

В зависимости от физики использованного процесса, приборы 2-ой группы подразделяются на:

  • Хроматографические
  • Термохимические
  • Фотоколориметрические
  • Электрохимические

Хроматографические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для измерения состава смеси газов, твердых тел или жидкости. Принцип действия хроматографического анализатора заключается в индикации качественного и количественного состава разделенной газовой смеси.

Существует 3 метода хроматографического измерения:

  1. Вытеснительный
  2. Фронтальный
  3. Проявительный

Термохимические газоанализаторы

Термохимические анализаторы газа – это устройства, определяющие энергию выделяемого тепла при прохождении химической реакции в смеси газов.

Принцип работы

Основной принцип работы – процесс окисления компонентов газа с применением дополнительных катализаторов (марганцево-медный катализатор, мелкодисперсная платина).

Измерение возникающей температуры осуществляется с помощью терморезистора, который в зависимости от температуры, меняет свое сопротивление, тем самым изменяя проходящий ток.

Фотоколориметрические газоанализаторы

Фотоколориметрический анализатор газа – это прибор, использующий оптическую систему (излучатель-приемник), который при помощи уровня поглощенного светового потока веществом определяет его.

Существует 2 разновидности фотоколориметрических газоанализаторов:

  1. Жидкостный фотоколориметрический анализатор газа (реакция протекает в растворе, что позволяет с точностью до 5% определить компоненты смеси);
  2. Ленточный фотоколориметрический газоанализатор (используют для реакции твердые носители).

Электрохимические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для определения токсических газов в помещениях или на рабочих зонах. Отличительной чертой данного устройства, является возможность применять его во взрывоопасных зонах. Он компактный, энергосберегающий и практически нечувствителен к механическим воздействиям.

Они способны определять следующие вещества:

  • Аммиак NН3;
  • Сероводород H2S;
  • Угарный газ СО;
  • Оксид серы SO2;
  • Хлор Cl2;
  • Объемные доли кислорода (О2).

По принципу действия они подразделяются на:

  • Гальванические (реагируют на изменение электропроводности);
  • Электро-кондуктометрические (реагируют на изменения тока или напряжения);
  • Потенциометрические (измеряют отношение напряженности поля и активных ионов).

В основе работы электрохимических анализаторов газа лежит явление электрохимической компенсации, которое заключается в выделении специального реагента, который реагирует с определенным компонентом смеси.

Физические газоанализаторы

Данные устройства работают благодаря физическим процессам и подразделяются на следующие виды:

  • Термокондуктометрические;
  • Магнитные;
  • Оптические;
  • Денсиметрические.

Магнитные газоанализаторы

Предназначены для определения процента О2 в смеси газов.

Магнитные анализаторы газа подразделяются на 2 группы:

  1. Термомагнитные;
  2. Магнитомеханические.

Данные устройства измеряют силу, которая возникает в неоднородном магнитном поле и воздействует на ротор устройства, и позволяет измерять концентрации в диапазоне 10 -2 .

Термокондуктометрические газоанализаторы

Данные устройства позволяют определить состав газовой смеси при помощи такой физической величины, как теплопроводность.
Принцип действия: при изменении качественного и количественного состава газовой смеси, изменяется теплопроводность и соответственно сопротивления в терморезисторах, в результате чего полученные данные анализируются, и по шаблону определяется состав определенных компонентов газа.

Оптические газоанализаторы

Устройства данной конструкции работают по принципу изменения оптических свойств газовой смеси (оптическая плотность, спектральное излечение, показатель преломления и т.д.).

Данные газоанализаторы могут определять как органические (метан СН4, ацетилен С2Н2, этан С2Н6, и т.д.) так и неорганические (хлор, аммиак, сероводород и т.д.) вещества.

Оптические газоанализаторы подразделяются на:

  • Ультрафиолетовые;
  • Инфракрасные;
  • Спектрофотометрические;
  • Интерферометрические.

Принцип действия: определенный газ поглощает инфракрасное излучение с определенной длинной волны, в зависимости от которой устройство ведет расчет.

Ручные газоанализаторы

Ручные анализаторы газа – это переносные устройства, которые обладают высокой точностью и служат для проверки автоматических анализаторов газа в процессе их эксплуатации. Они также предназначены для лабораторных и контрольных анализов.

Основное отличие от автоматических устройств – это длительность процесса забора пробы, которая зависит от квалификации специалиста и может занимать от 5-и до 10-и минут.

Таблица основных преимуществ и недостатков некоторых газоанализаторов

Название

Достоинства

Недостатки

Термохимические

Низкая избирательность; маленький диапазон измеряемой концентрации; непродолжительный срок службы сенсора; низкое быстродействие и чувствительность; для работы требует наличие кислорода

Электрохимические

Позволяет обнаруживать даже мельчайшие частицы вредных газов; широкий диапазон определения загрязняющих органических и неорганических веществ; низкое энергопотребление; приемлемая цена

Ограниченное быстродействие; низкая селективность; крупные габариты; необходимо дополнительно за собой носить огромное количество реагентов и разнообразных блоков

Высокая чувствительность; отсутствуют вредные реагенты, необходимые для анализа смеси газов; высокое быстродействие селективность и чувствительность; позволяют определять практически все загрязняющие газы и вещества

На сегодняшний день наибольшего распространения получили:

  • Оптические газоанализаторы;
  • Электрохимические газоанализаторы.

Классификация по форм-фактору:

По форм-фактору, устройства можно разделить на на:

  • Стационарные газоанализаторы — устройства, предназначенные для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях, на нефтеперерабатывающих и газодобывающих предприятиях и других производствах
  • Портативные газоанализаторы — устройства, индивидуального применения, которые служат дополнительной защитой к стационарным анализаторам газа
  • Переносные газоанализаторы — устройства, занимающие промежуточную нишу между стационарными и портативными. Больше по размеру, чем портативные устройства, но обладают и большими возможностям. Подходят для небольших предприятий.

Газоанализаторы – это незаменимые устройства, которые используются как на производстве, так и в быту и позволяют определять качественный и количественный состав загрязняющих веществ в рабочей зоне или любом другом помещении, где есть опасные факторы утечки вредных веществ и газов.

Газоанализаторы и их разновидности

Газоанализатор – это прибор, предназначенный для измерения концентрации отдельных компонентов в газовых и воздушных смесях.

В зависимости от модели устройство может сообщать пользователю числовые значения измерений или сигнализировать о превышении максимально/минимально установленного уровня. Анализаторы работают как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Сферы применения сигнализаторов загазованности

Устройства используют в различных сферах промышленности, строительства, сельского и коммунального хозяйства, на транспорте и в быту.

Различные модели оборудования предназначены для выполнения следующих функций:

  • выявления разгерметизации газовых и вакуумных установок;
  • определения параметров процесса горения в котлах ТЭЦ;
  • наполнения дайверских баллонов дыхательной смесью;
  • контроля состояния воздушной среды на участках проведения работ с использованием открытого огня, в подвалах, колодцах, коллекторах и других помещениях с недостаточной вентиляцией;
  • обеспечения безопасности персонала на борту судов, самолетов, в шахтах, в цехах и других помещениях с повышенной опасностью взрыва и/или возгорания;
  • обнаружения очагов возгорания и задымления в помещениях;
  • контроля состояния двигателей внутреннего сгорания на транспорте и определения концентрации токсичных веществ в выхлопах и т. д.

Принцип действия

В каталогах газоанализаторы представлены моделями нескольких типов.

Они различаются между собой принципом действия:

  • термокондуктометрические – работают на основе зависимости теплопроводности газовой или воздушной смеси от ее состава. Приборы избирательные, высокочувствительные;
  • термохимические – в корпусе прибора установлен катализатор, на котором окисляется определяемый компонент или протекает другая реакция с его участием. Концентрация определяется по тепловому эффекту процесса;
  • магнитные – предназначены для определения содержания кислорода. Принцип действия устройств основан на зависимости магнитной восприимчивости смеси от концентрации О2;
  • пневматические – определяют плотность и вязкость газовой смеси, которая зависит от качественного и количественного состава;
  • инфракрасные – анализируют степень поглощения ИК-лучей разными компонентами газовой смеси. Оборудование высоко избирательное в отношении соединений, молекулы которых состоят из двух и больше атомов, поэтому широко применяется в лабораторных условиях;
  • ультрафиолетовые – генерируют излучение в диапазоне 200-450 нм. Приборы эффективны для определения концентрации одноатомных газов;
  • люминесцентные – работают на основе явления люминесценции, которое происходит в результате химической реакции определяемого компонента с реагентом;
  • фотоколориметрические – измеряют интенсивность окрашивания веществ, полученных в результате реакции между специфичным реагентом и определяемым компонентом. Особенность газоанализаторов этого вида заключается в разных агрегатных состояниях реагента. Процесс может протекать в жидкой фазе или на твердом носителе: таблетке, ленте и т. д.;
  • электрохимические – измеряют электрохимические характеристики анализируемой смеси. Приборы имеют невысокую избирательность;
  • ионизационные – определяют электрическую проводимость среды, которая зависит от вида, количества, подвижности ионов разных компонентов.
Читайте также  Виды радиоволн и их применение

Типы газоанализаторов

По форм-фактору различают следующие виды газоанализаторов:

1. Мобильные (портативные). Оборудование имеет компактные размеры, что позволяет использовать его практически в любых условиях. Большинство приборов имеют цифровую индикацию измеренных параметров и сигнализируют о превышении порога концентрации светом или звуком. Основное назначение мобильных газоанализаторов – контроль состояния воздушной среды в небольших замкнутых помещениях на подземных объектах.

2. Полустационарные (переносные). Компактные устройства, имеющие чуть большие габариты, чем мобильные. Приборы характеризуются широким функционалом, повышенной надежностью. Полустационарные газоанализаторы используют не только в быту, но и на небольших предприятиях для определения содержания токсичных и горючих веществ в воздухе рабочей зоны.

3. Стационарные. К оборудованию этого типа предъявляют высокие требования в отношении надежности, избирательности, скорости срабатывания. Приборы устанавливают стационарно и оснащают светозвуковой сигнализацией. Большинство моделей поддерживают передачу данных по современным каналам связи и подключаются к компьютеру.

Как выбрать газоанализатор

При покупке прибора в первую очередь необходимо определить его назначение: какое вещество он должен находить и в каких условиях.

После этого рекомендуем определить форм-фактор оборудования. Если вам нужен газоанализатор для постоянного контроля воздуха в одном помещении, выбирайте стационарную модель.

Мобильное или переносное оборудование используют при частом переходе с одного рабочего места на другой.

Третий важный фактор – точность определения. Для некоторых газов изменение концентрации в 0,01 % уже является критичным. Прибор должен быстро фиксировать такие колебания и оповещать об этом пользователя.

Газоанализатор — что это такое?

Газоанализатор (анализатор газов, газовый детектор, газосигнализатор) (англ. gas detector, gas analyzer, gas monitor) – контрольно-измерительное устройство, предназначенное для измерения состава и количества концентраций одного измеряемого газа или группы измеряемых газов и паров в газовоздушной смеси.

В газоанализаторах на чувствительный элемент (ячейку, сенсор) подаётся газовая смесь. Многокомпонентные переносные газоанализаторы объединяют несколько сенсоров на разные газы, размещённых в одном корпусе.
Стационарные приборы могут иметь несколько выносных блоков датчиков на определённые компоненты.

Часто анализаторами газов называют не только средства измерений, но такие приборы, как течеискатели, индикаторы и сигнализаторы.

Существуют 2 вида газоанализаторов зависимости от исполнения: ручные и автоматические.
Вариантом ручного газоанализатора является абсорбционная модель, в которой применяется технология поглощения газовой среды реагентами.
Автоматические анализаторы газов, как правило, работают по технологии построения физико-химической либо физической характеристики одного газового компонента или всей газовой смеси.

На сегодня самыми распространёнными являются автоматические газоанализаторы.
В зависимости от принципа работы они могут делиться на три основных группы:

1. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физических методах анализа, содержащих вспомогательные химические реакции. При помощи данных приборов можно измерить объём или давление газовоздушной смеси в результате химических реакций её составляющих компонентов.
2. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физико-химических методах анализа, содержащих в себе вспомогательные физико-химические процессы (фотоколориметрические, электрохимические, термокаталитические и другие типы).

  • Фотоколориметрические газоанализаторы контролируют изменение цвета конкретных газов и паров, при их взаимодействии с контролируемым компонентом газовоздушной смеси.
  • С помощью электрохимических газоанализаторов определяют массовую концентрацию газа в смеси по показателям электрической проводимости электролита, который поглотил этот газ.
  • Термохимические приборы газового анализа выполняют измерение теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) определённого газового компонента.

3. Газоанализаторы, выполняющие измерения на чисто физических методах анализа (оптические, термокондуктометрические, термомагнитные, и др.).

  • Оптические осуществляют измерение оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовоздушной смеси.
  • Термокондуктометрические выполняют измерение теплопроводности газов.
  • Основным назначением термомагнитных газоанализаторов является осуществление функции измерения концентрации кислорода со значительной магнитной восприимчивостью.

Производителями газоанализаторов в настоящее время применяются практически все из указанных методов газового анализа, но наибольшее распространение получили электрохимические приборы, как наиболее дешёвые, универсальные и простые. Минусы данного метода: невысокая избирательность и точность измерения; небольшой срок службы (до 3 – 4 лет) газочувствительных датчиков, подверженных влиянию агрессивных сред и высоких концентраций.

Все существующие на данный момент газоаналитические устройства классифицируются, исходя из конструктивных и технологических деталей:

— по количеству каналов измерения (точек контроля) (одноканальные и многоканальные);
— по количеству контролируемых газов (однокомпонентные и многокомпонентные);
— по конструктивному исполнению (индивидуальные, стационарные, переносные);
— по функциональным возможностям (течеискатели, газоанализаторы, индикаторы, сигнализаторы);
— по назначению (для мониторинга воздуха рабочей зоны, для анализа промвыбросов, для контроля техпроцессов, для контроля выхлопных газов автомобилей на дизельном и бензиновом двигателях, для экологического мониторинга).

Классификация по функциональным возможностям

Индикаторы — это приборы, предоставляющие качественный анализ газовой смеси по наличию измеряемого вещества (по принципу «много — мало»). Как правило, выдают данные измерений с помощью линейки из нескольких точечных индикаторов. Если горят все индикаторы, то концентрации газа много, горит один — мало. К ним можно также отнести и течеискатели. При помощи течеискателей, которые укомплектованы зондом или пробоотборником, производится точечный поиск места утечки из трубопровода. Индикаторы и течеискатели поставляются без поверки и не являются средством измерения.
Сигнализаторы также дают весьма приблизительную оценку массовой концентрации измеряемого газа, но при этом в них установлены один или несколько порогов сигнализации. При достижении концентрацией порогового значения, срабатывают элементы сигнализации (коммутируются контакты реле, звуковые оповещения, индикаторы).
• Вершина эволюции газоаналитических устройств (не считая хроматографов) — это газоанализаторы. Данные приборы не только дают количественную оценку концентрации контролируемого вещества с индикацией показаний (по объёму или по массе), но и могут быть снабжены любыми вспомогательными функциями: пороговыми устройствами, выходными аналоговыми или цифровыми сигналами, принтерами и так далее.

Классификация по конструктивному исполнению

Газовые анализаторы могут иметь различные габаритные размеры и массу, а также режимы работы. Этими свойствами и обуславливается разделение приборов по исполнению.
Газоанализаторы, работающие, как правило, от сети 220 В, и применяются для постоянного мониторинга воздуха, являются стационарными. Другие же приборы, более мобильные, запитывающиеся от встроенных аккумуляторов, могут переносится с одного помещения в другое называются переносными. Маленькие и легкие, носимые работниками на себе – являются портативными (индивидуальными).

Классификация по количеству измеряемых веществ

Приборы газового анализа могут быть изготовлены для контроля сразу нескольких газов. При этом обнаружение может осуществляться как одновременно по всем веществам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора.

Классификация по количеству каналов измерения

Приборы газового анализа стационарного типа могут быть как одноканальными (один выносной датчик загазованности (измерительный преобразователь)), так и многоканальными. Как правило, количество точек контроля (датчиков) на один прибор бывает от 1 до 16. Следует отметить, что газоанализаторы (системы газового анализа) позволяют увеличивать количество каналов измерения до неограниченного количества. Измеряемые газы для разных выносных датчиков могут быть как одинаковыми (контролировать один и тот же компонент), так и различными, в произвольном наборе веществ. Для газоанализаторов с датчиком проточного типа (оптико-абсорбционные, термокондуктометрические, термомагнитные) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных устройств — газовых распределителей, обеспечивающих поочередную подачу пробы к каждому датчику.

Классификация по назначению

Газоанализаторы производятся посредством различных методов и способов измерения.
Основные задачи измерения:
— мониторинг атмосферы рабочей зоны (безопасность);
— мониторинг промвыбросов (экология);
— мониторинг техпроцессов (технология);
— мониторинг газов в воде и других жидкостях;
— мониторинг рудничной атмосферы;
— мониторинг выхлопных газов автомобилей (дизельных и бензиновых)
В каждом из указанных направлений можно выделить еще более узко специализированные группы приборов.

Читайте также  Обязанности старшего водителя в армии

Принцип работы газоанализатора

Газоанализаторы — принцип работы

Газоанализаторы — это средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации о количестве вещества или его концентрации в анализируемой газовой среде.

В пищевой промышленности газоанализаторы широко применяются для анализа топочных газов при сжигании различных видов топлива, для контроля состава газовых сред в пекарных и сушильных камерах, для контроля концентрации предельных значений в пожаро- и взрывоопасных производствах и помещениях, где возможно скопление газов, вредных для здоровья обслуживающего персонала.

Принцип действии прибора основан на зависимости теплопроводности анализируемой смеси от концентрации в ней СО2, теплопроводность которой ниже других компонентов.

Основу прибора составляет компенсационная сравнительная мостовая схема переменного тока из 3-х мостов: рабочего, сравнительного и компенсационного. Рабочий мост построен подифференциальной схеме. Его чув­ствительные элементы помещены в закрытые ампулы. Два элемента омываются анализируемым газом, два других — контрольным.

Определение концентрации кислорода магнитными газоанализаторами основывается на физическом свойстве – парамагнетизме.

Парамагнитные материалы втягиваются в магнитное поле, а диамагнитные выталкиваются из него.

Наибольшей положительной восприимчивостью обладают кислород (+1) и окись азота (+0,36).

Магнитные газоанализаторы разделяются на термомагнитные и магнитомеханические.

Термомагнитный метод получил более широкое применение.

Он основан на изменении объемной магнитной восприимчивости при изменении температуры (рис. 2.62).

Рис. 2.62. Принципиальная схема измерительного преобразователя термомагнитного газоанализатора

Наличие кислорода в анализируемом газе приводит к его движению вдоль нагревательных элементов, что одновременно охлаждает резистор R1 и нагревает резистор R2, т.е. изменяет их сопротивления. Разность сопротивлений, функционально связанная с концентрацией кислорода, приводит к разбалансу моста, что приводит к изменению выходного напряжения, измеряемому вторичным прибором, градуированным в процентах концентрации.

Для измерения объемной концентрации кислорода вдымовых газах котельных установок применяется газоанализатор типа МН 5110Т. Газовая схема прибора включает два газозаборных устройства с керамическими фильтрами для очистки, вспомогательные устройства для приведения параметров газа и воздуха к требуемым значениям, рабочие и сравнительные камеры двух приемников и два побудителя расхода, обеспечивающие прокачивание через систему газа и воздуха.

Газ для анализа отбирается из котла через керамический фильтр, откуда поступает в блок выравнивания влажности, где он либо подсушивается (с удалением конденсата) либо увлажняется. Для контроля разряжения в системе служит манометр.

Функции газоанализатора

• контроль атмосферы рабочей зоны (безопасность);

• контроль промышленных выбросов (экология);

• контроль технологических процессов (технология);

• контроль загрязнения атмосферы жилой зоны (экология);

• контроль выхлопных газов автомобилей (экология и технология);

• контроль выдыхаемого человеком воздуха (алкоголь);

• контроль газов в воде и др. жидкостях.

Классификация газоанализаторов

• по функциональным возможностям (индикаторы, течеискатели, сигнализаторы, газоанализаторы);

• по конструктивному исполнению (стационарные, переносные, портативные);

• по количеству измеряемых компонентов (однокомпонентные и многокомпонентные);

• по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные);

• по назначению (для обеспечения безопасности работ, для контроля технологических процессов, для контроля промышленных выбросов, для контроля выхлопных газов автомобилей, для экологического контроля.

Переносные газоанализаторы — предназначены для решения ряда задач в сфере экологического мониторинга и контроля загрязнения атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны, а также для некоторых других целей требуется производить измерения в различных точках предприятия, не всегда оснащенных розетками электропитания.

В отличие от стационарных газоанализаторов, такие приборы отличаются компактностью, мобильностью и простотой использования, а так же небольшим временем подготовки к работе и широким диапазоном условий эксплуатации.

Принцип действия газоанализатора этого вида основан на том, что составляющие вещества поглощаются в определенной последовательности особыми реагентами. Стационарное оборудование с автоматическим принципом действия производит измерения постоянно, то есть — без перерыва. Оно точно фиксирует все физико-химические показатели изучаемой газовой смеси. Подобные приборы дают возможность получать максимально точные итоги измерений при взаимодействии не только с самим веществом, но и с его отдельными компонентами.

Газоизмерительное оборудование бывает множества разновидностей и наименований. Некоторые из них функционируют на основе физических методов измерения, включающих в себя и применение вспомогательной химической реакции. Подобные приборы называются объёмно-монометрическими. Они позволяют предельно точно обнаруживать любые из изменений объема и давления, происходящие в наблюдаемой среде. Прибор сразу же фиксирует все реакции, в которые вступают отдельные составляющие газовой смеси.

Принцип работы газоанализатора может быть основан и на химических способах анализа наблюдаемой среды. Такие приборы могут отслеживать дополнительные термохимические, хроматографические, электрохимические и фотоколориметрические процессы, что зависит от сферы их применения и характеристик эксплуатации. Принцип действия оборудования также отличается. Например, термохимические приборы измеряют уровень тепла в процессе сгорания газа.

Наиболее часто подобное оборудование применяется тогда, когда нужно отслеживать окись водорода в воздушной среде при подозрениях на ее взрывоопасную концентрацию. Как правило, подобная работа производится с горючими газами, приборы термохимического типа при этом очень помогают.

Множество стационарных газоанализаторов работает только на физических принципах исследования. К данной группе приборов относятся анализаторы, которые функционируют при помощи магнитных и оптических способов измерения.

Типы газоанализаторов по принципу действия

1. Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов определяют изменение объёма или давления газовой смеси в результате химических реакций её отдельных компонентов.

2. Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические и др.). Термохимические основаны на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа. Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости электролита, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические основаны на изменении цвета определённых веществ, при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси.

3. Приборы, действие которых основано на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, термомагнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические основаны на измерении теплопроводности газов. Термомагнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большой магнитной восприимчивостью. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси.

Газоанализаторы можно разделить на несколько типов в зависимости от выполняемых задач – это газоанализаторы горения, газоанализаторы для определения параметров рабочей зоны, газоанализаторы для контроля за технологическими процессами и выбросами, газоанализаторы для очистки и анализа воды и т.п., так же они делятся по конструктивному исполнению на портативные, переносные и стационарные, по количеству измеряемых компонентов (может быть измерение какого-то одного вещества или нескольких), по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные), по функциональным возможностям (индикаторы, сигнализаторы, газоанализаторы).

Газовые анализаторы горения предназначены для наладки и контроля котлов, печей, газовых турбин, горелок и других топливосжигающих установок. Позволяют также проводить мониторинг выбросов углеводородов, оксидов углерода, азота, серы.

Газоанализаторы (газосигнализаторы, детекторы газов) для контроля параметров воздуха рабочей зоны. Отслеживают наличие опасных газов и паров в рабочей зоне, в помещении, шахтах, колодцах, коллекторах.

Газоанализаторы стационарные — предназначены для контроля состава газа при технологических измерениях и контроля выбросов в металлургии, энергетики, нефтехимии, цементной промышленности. Газоанализаторы измеряют содержание кислорода, оксиды азота и серы, фреона, водорода, метана и других веществ.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: