Газоанализатор. виды и работа. применение и особенности

Общий принцип работы

Принцип действия основан на поглощении особыми реагентами составляющих веществ.
Это происходит в особой последовательности. Если принцип действия автоматический, то измерение происходит постоянно, а, значит, никаких перерывов не происходит. Это удобно тем, что физико-химические показатели газовой смеси фиксируются точно, что также возможно и при взаимодействии с отдельными компонентами вещества.

Анализ различных газовых смесей используют предприятия металлургической, химической и теплогенерирующей промышленностях. Данные, которые дают понять о количестве определенных компонентов, нужны для управления процессом для того, чтобы впоследствии его оптимизировать и отладить его работу.

Их работа основана на том, что теплопроводность газовой смеси зависит от того, какие компоненты входят ее состав. Такой газоанализатор имеет следующие основные детали:

  1. Измерительная ячейка в виде цилиндрического канала, который сделан из материала высокой теплопроводности и заполнен анализируемым газом.
  2. Нагревательный элемент, который располагается внутри канала и запитан от источника напряжения.

Ячейка заполняется воздухом. Если значение тока стабильное, то нагревательный элемент будет иметь определенную температуру, в таком случае тепло, полученное элементом, и тепло, которое оно отдает материалу канала, будут между собой равны.

Если канал заполнен не воздухом, а газом, который отличается теплопроводностью, нагревательный элемент будет иметь другую температуру. В том случае, если теплопроводность газа превышает теплопроводность воздуха, температура элемента будет ниже, если же не превышает, а становится ниже, то температура элемента повысится.

Как выбирать

Главный критерий выбора портативного газоанализатора – назначение использования прибора. Современные устройства способны одновременно анализировать несколько веществ. Это увеличивает их стоимость, но не всегда требуется для выполнения конкретных задач. Если есть необходимость проверять концентрацию только одного вида газа, не стоит переплачивать за неиспользуемые функции.

Каким газоанализатором пользуетесь Вы?

ОптическимТермохимическим

Портативные приборы постоянно носятся человеком с собой, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы их вес и габариты были минимальны

Важное значение имеют взрывозащита и влагонепроницаемость устройств. Портативные газоанализаторы должны иметь удобные и надёжные крепления

Часто их приходится подвешивать к ремням или другим элементам одежды.

Как работает автоматический газоанализатор

Практически все устройства анализа газовой среды, поддерживающие автоматическое измерение, с точки зрения методологии условно делятся на три группы:

  1. Анализаторы химических реакций.
  2. Анализаторы физико-химических процессов.
  3. Анализаторы физических процессов.

Первыми поддерживаются физические методы анализа, выполняемого с помощью химических реакций. Здесь, как правило, ассортимент приборов составляют объёмно-манометрические, а также химические аппараты.

С помощью мобильных приборов измеряется объём или давление смеси газа.

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиГазоанализатор – одна из многочисленных конструкций подобных приборов, которые широко применяются в самых разных отраслях народного хозяйства. Такие устройства позволяют вести всеобъемлющий контроль окружающей среды

Второй группой устройств тоже поддерживается физическая методология, но при дополнении физико-химическим процессом. Среди таких процессов могут иметь место:

  • электрохимия;
  • термическая химия;
  • фотоколориметрия;
  • фотоионизация;
  • хроматография.

Естественно, в зависимости от конкретного процесса, результат получают разным способом. К примеру, электрохимией определяют концентрацию газовой смеси, основываясь на её электрической проводимости. Или же, измеряя тепловую отдачу реакции каталитических окислений, получают степень концентрации горючих газов.

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиПример устройства, поддерживающего технологию фотоионизационного анализа. Модель из серии приборов «Колион» относится к разряду переносных конструкций, отличается удобством применения и качеством выдаваемых результатов

Третья группа газоанализаторов, построенная исключительно на физической методике, представлена магнитными, оптическими, денсиметрическими и другими устройствами. В эту группу входят, к примеру, термокондуктометрические приборы анализа газовых смесей, благодаря которым получают результат, измеряя степень теплопроводности веществ.

Основной принцип работы и устройство газоанализаторов позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей, измеряя уровень концентрации одного компонента, присутствующего в составе смеси.

Особенности таких приборов

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиДостоинствами портативных газоанализаторов являются их компактность и малый вес.

Приборы входят в число средств индивидуальной защиты, которыми обеспечиваются работники опасных производств. При превышении в воздухе концентрации определённых веществ приборы подают соответствующий сигнал. Использовать портативные газоанализаторы можно в любых помещениях и условиях.

Газоанализаторы применяют для определения:

Приборы имеют невысокую стоимость, что позволяет приобретать их для личных целей. Современные портативные газоанализаторы способны измерять в смесях концентрацию сразу нескольких веществ. Производители выпускают приборы различного типа, основывающихся на различных принципах работы.

Классификация газоанализатора бытового

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиДатчики могут реагировать на один вид газа или на несколько

Выпускают стационарные измерители, портативные или переносные. Оборудование производится с разными наборами функций, бывает малых размеров или громоздким с большим весом. Приборы работают с одним видом газа или являются многокомпонентными.

Назначение газоанализатора лежит в основе деления по видам:

  • индикаторы оценивают смесь по количеству контролируемого ингредиента по принципу «много-мало»;
  • течеискатели находят область утечки в трубопроводе с помощью пробоотборника или зонда;
  • сигнализаторы имеют в конструкции оптические детекторы, звуковые датчики, коммутаторы и оценивают качество по нескольким стадиям;
  • газоанализаторы оценивают пробу воздуха с точной индексацией и снабжаются дополнительными функциями.

Многоканальные приборы работают в сочетании с распределителями газа, которые ставятся перед анализатором и подают смесь по очереди от нескольких точек забора проб.

Ручные

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиПереносной газоанализатор для выявления метана

Ручной газовый анализатор для дома относится к переносным типам. Чаще используются электрохимические и оптические устройства, которые анализируют концентрацию компонентов смеси в реальном времени. Приборы делают точные замеры и применяются при настройке процедуры горения и для контроля работы анализатора со встроенным автоматическим регулятором. Устройства химического действия определяют концентрацию в смеси CO, Or или CO2.

Принцип работы включает процессы:

  • отделение объема для анализа (100 мл);
  • последовательное поглощение составляющих компонентов;
  • измерение после абсорбции объемного остатка.

Уменьшение количества дает представление о содержании составляющего компонента. Метод используется в ручных и автоматических приборах. Недостаток заключается в периодичности проведения отборов (25 – 30 случаев за час работы).

Автоматические

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиСтационарный оптический газоанализатор

Принцип работы газоанализатора со встроенной автоматикой заключается в окислении газовых составляющих с задействованием вспомогательных катализаторов. Измерение проводится терморезисторами, которые меняют сопротивление при изменении температуры и координируют проводящий ток.

Автоматические устройства делятся на группы по способу работы:

  • химические или количественно-манометрические анализаторы проводят диагностику при изучении реакций газа с иными компонентами;
  • электрохимические или термохимические виды находят значение концентрации по показателям электропроводимости раствора, поглотившего элемент смеси;
  • приборы оптического действия используют способность газа изменять излучение и поглощения спектра;
  • хромато-графические работают по вытеснительному, проявительному и фронтальному методу.

Руководство по эксплуатации и хранение

Установка, использование и поверка газоанализаторов воздуха рабочей зоны должны проходить в строгом соответствии с условиями, указанными предприятием-изготовителем.

Требования к хранению зависят от устройства анализатора. Так, например, электрохимические приборы хранятся в упаковке поставщика в отапливаемом хранилище при температуре от +5ºС до +40ºС и выдерживают высокую влажность.

Оптические устройства допускают температурный интервал от -50ºС до +50ºС, однако чувствительны к резким перепадам температуры и влажности, а также к пыли, агрессивным парам и другим вредным примесям.

Гарантийный срок хранения, как правило, составляет 12 месяцев, а период обслуживания по гарантии не превышает полутора лет.

Адекватно подобранный, исправный и правильно используемый газоанализатор предоставляет точную и своевременную информацию о составе воздуха рабочей зоны

Эта информация может оказаться не только нужной, но и жизненно важной для работника

В заключение предлагаем посмотреть видео-обзор, как работает газоанализатор ФП11.2К:

Распространенные приборы

Пользуются спросом электротехнические и оптические устройства, которые работают с 1 – 4 видами газов. Такой газоанализатор калибруется на исследование пропана, метана, бутана и смеси из этих компонентов. Некоторые разновидности приборов определяют концентрацию кислорода, горючих газообразных веществ, токсичного угарного газа.

Оптические

Такие типы газоанализаторов измеряют плотность спектра излучения и поглощения топливной смеси. Делается спектральный анализ и определяется показатель преломления.

  • метан;
  • ацетилен;
  • этан;
  • аммиак;
  • хлор;
  • сероводород.

Электрохимические модели

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиЭлектрохимический газоанализатор

Такие приборы определяют объем токсических газообразных веществ в рабочих областях. Устройства результативно функционируют в зонах повышенной опасности взрыва. Компактные анализаторы не чувствительны к ударам и падениям.

Оборудование замеряет концентрацию веществ:

  • угарный газ;
  • аммиак;
  • оксид серы;
  • сероводород;
  • хлор;
  • объемные части кислорода.

Электрохимические анализаторы бывают гальванические, потенциометрические, электро-кондуктометрические в зависимости от способа измерения. Приборы выделяют реагент для смешивания с компонентом смеси и выявляют его концентрацию методом электрохимического компенсирования.

Выбор прибора для анализа загазованности

Пытаясь сделать выбор устройства, желательно определиться, какая задача будет возложена на прибор. Исходя из намеченных задач, проще подыскать требуемую комплектацию. К тому же денежный вопрос при точном подборе комплектации решится в пользу покупателя. Чем меньше деталей комплекта, тем ниже стоимость.

Вниманию при выборе обычно подлежат следующие рабочие критерии:

  • список поддерживаемых газов;
  • граничные значения измерения концентраций;
  • возможности анализа объёмных и массовых долей;
  • время непрерывной работы;
  • возможность ведения измерений сразу в нескольких точках.

Конечно же, определённую роль в процессе подбора оборудования играет внешнее исполнение

Наличие защитных свойств, таких как влагозащищённый корпус, блокировка проникновения пыли и сажи – всё это также важно, если рассчитывать на долговечность анализатора

Мобильная модель газового анализатора, привлекательная помимо удобства использования ещё и тем, что заключена в надёжный влагонепроницаемый корпус. Плотное исполнение корпуса защищает также от попадания внутрь пыли

Учитывая насыщенность российского рынка газовыми анализаторами иностранного производства, приходится выбирать с оглядкой на адаптацию к отечественным условиям. Понятно, если информационная часть устройства на иностранном языке, пользоваться таким прибором сложнее. Правда со временем можно-таки привыкнуть.

Любой газоанализатор оснащается рабочими сенсорами (датчиками). По мере эксплуатации эти элементы утрачивают свои свойства, теряют чувствительность и подлежат замене.

Насколько частыми должны быть замены и как обстоят дела с приобретением запасных комплектующих – это тоже вопрос выбора, требующий внимательного подхода

Да и срок гарантии не последняя деталь, на которую следует обратить внимание

Что еще учесть в выборе?

Помимо основных возможностей анализа газовой среды, следует учитывать коммутационные способности и степень защищенности корпуса. Стационарные и независимые датчики сигнализации не обязательно должны поддерживать связь с электронными контроллерами и компьютерами. Но если нужен газоанализатор бытовой с устройством отключения подачи газа, то желательно предусмотреть присутствие таких интерфейсов, как RS-232 (для соединения с компьютером) и реле управления для интеграции прибора в комплексные средства обеспечения безопасности. Это позволит связать устройство с вытяжкой, регуляторами клапанов газового оборудования и сиреной.

Степень защищенности самого прибора определяется маркировкой IP. Комнатные бытовые модели, как правило, обеспечиваются классом пыле- и влагозащищенности IP20. Самые же долговечные и надежные газоанализаторы имеют многоуровневую оболочку IP67, оберегающую от ударов, агрессивных химических сред и затопления водой.

Электрохимические газоанализаторы

Такая модель предназначена для того, чтобы определять токсические газы. Ее особенность в том, что она может использоваться во взрывоопасных зонах. Это устройство компактное, энергосберегающее и малочувствительное к механическим воздействиям.

Основой работы данных газоанализаторов является явление электрохимической компенсации. Это означает, что выделяется специальный реагент, реагирующий с каким-то определенным компонентом смеси. Есть несколько типов электрохимических газоанализаторов:

  • потенциометрические; их цель – измерять отношение напряженности поля;
  • электро-кондуктометрические; они реагируют на изменения напряженности и тока;
  • гальванические; чувствительны к изменению электропроводности.

Как видим, принцип работы газоанализаторов не сложен, однако один тип устройства отличается от другого, так как преследует различные цели. Газоанализаторы – полезные устройства, позволяющие определить состояние газа на данный момент в помещении, что позволит поддерживать здоровье человека на приемлемом уровне.

Устройство, функционально построенное на принципах измерения газовых смесей, позволяет своевременно определить превышение опасных токсинов. Газовый анализатор – небольшой по размерам прибор предупредит об опасности, связанной с несанкционированным выбросом вредных летучих веществ и о появлении протечки в трубопроводе.

Мы расскажем о всех применяемых на практике видах анализаторов газовой смеси. В представленной нами статье подробно описаны их конструктивные особенности и принцип действия. С учетом наших рекомендаций вы сможете выбрать наиболее подходящий прибор.

С точки зрения исполнения, существуют газоанализаторы ручные и автоматические. К ручным анализаторам относятся абсорбционные модели, где используется технология поглощения газовой среды реагентами. Приборы, действующие автоматически, обычно действуют по технологии построения физико-химической характеристики вещества.

Практически все устройства анализа газовой среды, поддерживающие автоматическое измерение, с точки зрения методологии условно делятся на три группы:

  1. Анализаторы химических реакций.
  2. Анализаторы физико-химических процессов.
  3. Анализаторы физических процессов.

Первыми поддерживаются физические методы анализа, выполняемого с помощью химических реакций. Здесь, как правило, ассортимент приборов составляют объёмно-манометрические, а также химические аппараты.

С помощью мобильных приборов измеряется объём или давление смеси газа.

Газоанализатор – одна из многочисленных моделей подобных приборов, которые широко применяются в самых разных отраслях народного хозяйства. Такие устройства позволяют вести всеобъемлющий контроль окружающей среды

Второй группой устройств тоже поддерживается физическая методология, но при дополнении физико-химическим процессом.

Среди таких процессов могут иметь место:

  • электрохимия;
  • термическая химия;
  • фотоколориметрия;
  • фотоионизация;
  • хроматография.

Естественно, в зависимости от конкретного процесса, результат получают разным способом. К примеру, электрохимией определяют концентрацию газовой смеси, основываясь на её электрической проводимости. Или же, измеряя тепловую отдачу реакции каталитических окислений, получают степень концентрации горючих газов.

Пример устройства, поддерживающего технологию фотоионизационного анализа. Модель из серии приборов «Колион» относится к разряду переносных конструкций, отличается удобством применения и качеством выдаваемых результатов

Третья группа газоанализаторов, построенная исключительно на физической методике, представлена магнитными, оптическими, денсиметрическими и другими устройствами. В эту группу входят, к примеру, термокондуктометрические приборы анализа газовых смесей, благодаря которым получают результат, измеряя степень теплопроводности веществ.

Основной принцип работы и устройство газоанализаторов позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей, измеряя уровень концентрации одного компонента, присутствующего в составе смеси.

Правила пользования газоанализатором

Газоанализатор работает безукоризненно при выполнении условий эксплуатации. Корпус прибора имеет нормальную защиту от механических ударов, но нужно оберегать устройство от падений, т. к. оборудование относится к взрывоопасной категории.

Основные правила:

  • прибор применяется для того вида газа, на который проводится калибровка;
  • перед началом эксплуатации проверяется маркировка защиты от взрыва, целостность коробки и крепежа, невредимость пломбы;
  • для работы с прибором назначается один оператор;
  • перед эксплуатацией проводится дозарядка аккумулятора во взрывобезопасном помещении.

Принцип работы

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиПринцип работы газоанализатора

В результате анализа находится объем и качество компонентов воздуха. Принцип действия газоанализатора бытового газа основывается на исследованиях реакции составляющих газовой смеси на изменения параметров среды.

Оптические приборы используют способ масс-спектрометрии физического измерения массы электрических частиц для исследования вещества. Денсиметрические анализаторы газа работают с плотностью вещества и находят содержание углекислоты.

Магнитные приборы находят концентрацию кислорода, который активно воспринимает магнитные колебания. Ультрафиолетовые анализаторы выявляют галогены, ртутные пары, органику. Термометрические устройства измеряют теплопроводность компонентов, работают с многокомпонентными составами топлива.

Что измеряет газоанализатор

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенностиМногофункциональное устройство измеряет несколько видов газовых смесей

Газоанализаторы для квартиры и дома ставятся, чтобы отслеживать концентрацию угарного газа в атмосфере, применяются в системах отопления. Пользоваться газоанализатором можно при работе газового оборудования в теплоэлектростанциях и на опасных участках химического производства.

Все виды газоанализаторов выполняют измерения:

  • дифференциального напора газа;
  • скорости потока и количественного расходования смеси.

Клапаны бытовых детекторов газа

Газоанализатор. виды и работа. применение и особенности

Если на кухне есть вытяжка, включающаяся по сигналу прибора, то безопасность в помещении во многом обеспечивает отсекающий клапан. Он работает по электромагнитному принципу. Он мгновенно пресекает поступление горючего по сигналу прибора.

Есть таких виды клапанов:

  1. По диаметру трубы, проводящей газ.
  2. Электрические.
  3. Имеющие, допустимое давление.

Их виды по конструкции таковы:

  1. Нормально-открытый. Он взводится ручным способом. Для его работы не требуется напряжение. Когда срабатывает детектор, следует электрический сигнал, и клапан закрывается. Обозначение клапана — «NA».
  2. Нормально-закрытый. Его взведение аналогично. Но необходимо электричество. Он всегда работает под напряжением. По импульсу от устройства напряжение исчезает, происходит закрытие клапана.

Для бытовых задач оптимально использовать первый вид. Ведь при сбоях с электричеством его функциональность никак не пострадает.

Оптические устройства

Основа работы данного типа устройства заключается в том, что поток излучения поглощается различными газами селективным путем. В инфракрасной части спектра обычно осуществляется изменение селективного поглощения, так как именно в это месте наблюдается селективность поглощения.

Такой газоанализатор имеет:

  1. Источник инфракрасного излучения;
  2. Камеры двух оптических каналов, который отличаются лишь внутренним содержанием: сравнительная камера заполнена чистым воздухом, а рабочая камера постоянно продувает контролируемую газовую смесь; поток инфракрасного излучения поступает в эти камеры.
  3. Фильтровальные камеры.

Поток излучения при проходе через объем второй, рабочей камеры, теряет часть энергии. Такого не происходит при переходе через сравнительную камеру. Оба потока излучения после этого попадают в фильтровальные камеры, где находятся неизмеряемые компоненты смеси газа. В этом месте энергия, соответствующая спектру, поглощается полностью.

Принципы классификации газовых анализаторов

Все существующие на данный момент анализирующие устройства классифицируются, исходя из конструктивных и технологических деталей. Классификацией характеризуются конкретные функциональные возможности приборов газового анализа.

Например, индикатор и сигнализатор могут быть чем-то схожи, но классифицируются как разные измерители. То же самое следует по отношению к течеискателям и газовым анализаторам.

Малогабаритный удобный в применении течеискатель – конструкция, имеющая прямое отношение к анализаторам газовой среды. Использование подобных устройств является актуальным для различных условий промышленного производства и бытовой сферы

Классификация конструктивного исполнения определяет такие свойства, как мобильность и портативность. Способности приборов измерять определённое количество компонентов классифицируются признаками однокомпонентного или многокомпонентного устройства.

Аналогично с числом каналов измерения, где существует классификация по одноканальным или многоканальным газоанализаторам.

Наконец, есть ещё один критерий, показывающий конкретное назначение приборов. К примеру, имеются газоанализаторы мониторинга выхлопных газов автомобилей, и есть устройства, контролирующие технологические процессы.

Подведем итоги

Газоанализаторы различных моделей незаменимы в современной медицине. Новые модели легко размещаются в руке — они мобильны (можно провести анализ вне условий стационара). Среди отличительных характеристик можно отметить высокую точность анализа, быстроту его проведения, продолжительный эксплуатационный срок службы, длительность хранения при обычных условиях (2 месяца) картриджа.

Во многих моделях предполагается сенсорный цветной экран, достаточно внушительный объем памяти. Даже при отсутствии специальной лаборатории, можно в любое время провести анализ крови, не применяя расходных дополнительных материалов: электродов, баллонов с газом, мембран (нужен только картридж). Вооружившись таким прибором, можно определить рН крови, содержание катионов кальция, натрия, калия, процентное содержание кислорода, углекислого газа. Продолжительность проведения анализа — 165 с.

К примеру, портативный экспресс прибор для выявления в крови газов, гематокрита, электролитов, метаболитов EPOC (Epocal Inc.) необходим для быстрой и качественной диагностики в критических ситуациях. Он мобилен благодаря применению канадскими инженерами технологии SmartCard (установлена карта со специальным чипом биосенсеров). Полученную информацию можно передавать по Wi-Fi и Bluetooth.

Подобный газоанализатор предполагает применение одноразовых измерительных карт, в которых есть чип биосенсоров, калибровочные растворы. Информация сделана в виде штрих-кода. Электрохимические сигналы считываются измерительной системой прибора. Благодаря этому можно проводить анализы в любом температурном режиме, в требуемом месте. Измерение проводится по тем же параметрам, что и исследования в рамках клинической стационарной лаборатории.

Все эти достоинства прибора (при его вполне приемлемой стоимости) уже оценили по достоинству не только медицинские работники, но и сами пациенты.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

16 + семь =

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

Adblock
detector