На любых коммунальных объектах, в индустриальных производствах, на шахтах и даже в домах могут существовать повышенные риски получения отравления вредными газообразными веществами. Подобная ситуация довольно обычна, поэтому необходимо постоянно следить за качеством вдыхаемого людьми воздуха и проверять наличие в нем вредных газов.
Еще совсем недавно люди для вышеуказанных мест использовали разные самодельные конструкции, позволяющие определить наличие опасных газовых смесей. В современном мире обстоятельства серьезно поменялись и повсеместно стали применяться специальные анализаторы, которые в течении кратчайшего времени способны определить наличие пагубных веществ в воздухе и послать об этом соответствующий сигнал человеку.
Устройство газоанализатора
Почти что все подобные устройства имеют в собственной конструкции три ключевых элемента – детектор (преобразователь), измерительную часть и источник питания. Касательно детектора, то его можно условно представить как сверхчувствительный модуль, способный определять наличие/отсутствие тех или иных паров в воздушной смеси, о чем подается соответствующий сигнал оператору. Данный сенсор может основываться на различных принципах работы, в зависимости от способа фиксации химического вещества. Саму же обработку сигнала производит модуль измерения. Благодаря ему бытовые квартирные газоанализаторы способны не только зарегистрировать факт наличия того или иного вещества, но и отразить его конкретную величину визуально (например, вывести числовое значение на дисплей). А если говорить о новейших моделях рассматриваемых устройств, то они могут разложить анализируемое вещество на составные части и отобразить каждую конкретную величину.
Для осуществления постоянной/автономной работы в конструкции приборов предусмотрены разные источники питания. Это могут быть и батареи формата АА и ААА, аккумуляторы, либо же питание может осуществлять от электрической сети. Таким образом, существуют как портативные, так и стационарные модели.
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.
Использование прибора для анализа газовых смесей
Рассматриваемые приборы являются высокотехнологичным и высокоточным измерительным оборудованием, предназначаются для анализа входящих в атмосферный воздух компонентов, а также способные определять качественный и количественный состав газовых смесей. Приборы оснащены особыми датчиками, которые отмечают превышение уровня содержания опасных компонентов в воздухе. Как правило, для полноценной работы этих устройств требуется еще и вспомогательное оборудование, которое, например, будет создавать необходимое давление (компрессоры), а при обнаружении вредных веществ – начнет автоматическую очистку воздуха от смол, пыли и т. п.
С помощью приборов газового анализа возможно производить:
- Экологический контроль воздуха, т.е. мониторить атмосферу на предмет предотвращения катастроф техногенного характера и своевременно реагировать на факт их возникновения (например, определение наращивания концентрации опасного углекислого газа или других вредных веществ).
- Контролировать текущую атмосферу в рабочей зоне, поддерживая систему обеспечения охраны труда и промышленной безопасности. Особенно это актуально для больших гаражей, котельных, глубоких колодцев, а также в тоннелях и иных подземных объектах. Они предназначаются не только для определения наличия вредных субстанций, но и одновременно направлены на устранение их влияния (например, автоматическое включение вентиляции).
- Мониторинг промышленных выбросов при осуществлении технологических процессов на объектах энергетики, металлургии, нефтехимии и цементной промышленности. Однако, на данных производствах необходимо знать допустимый вредный состав газовой среды и регулярно получать замеры содержания водорода, кислорода, метана, серы, азота и т.п. Промышленные анализаторы считаются самыми мощными, ибо они могут мониторить до 50 разных компонентов одновременно.
- Анализ работы газовых турбин, печей и горелок, а также котлов – любого оборудования, в котором применяется механизм сгорания топлива.
- Выявлять места протечки газа при монтаже газопровода или гидроизоляции трубопровода.
- Определять концентрацию газа в жидкости, что необходимо для процедур очистки воды. Обычно, для этих целей применяют способ анализа кислорода и его парциального давления, чтобы узнать его общее содержание в жидкости. Сфера использования – станции аэрации и очищения сточных вод, лаборатории по контролю качества воды.
- Анализ выхлопных газов автомобиля в сфере автодиагностики. Такое оборудование способно замерить 4 составных газовой смеси – O2, NOx, CH, CO2. Отсюда будет рассчитана токсичность выхлопа и, соответственно, возможно будет определить общее состояние машины, выяснить проблемы и неисправности ДВС, а также системы зажигания и циркуляции топлива;
- Контроль качества атмосферы в жилой зоне – помогает определить источники утечки на бытовом уровне;
- Контроль за алкогольными парами, выдыхаемыми человеком — поможет установить уровень наличия алкоголя в крови.
Виды газоанализаторов
Разновидность газоанализаторов по физическим признакам работы. На сегодняшний день, существует более 10 разновидностей газоанализаторов, которые делятся по физическим признакам осуществления анализа газовой среды.
Но, так таковой, универсальной конструкции не существует, по которой осуществляется замер состава примесей. Для одних подходит определенный физический принцип, а для других он будет неприемлем.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Коррозия оборудования
Термокондуктометрический
Может реагировать на теплопроводность смесей. Он производит анализ, на сколько эффективно передаётся температура в газовой среде. Этот прибор подойдёт лишь в том случае, если теплопроводность у примесей и газов значительно отличается между собой.
Пневматический
Предназначен для определения вязкости смеси, которая присуще данному помещению. Они используются тоже на взрывоопасных объектах, так как не имеют электрического компонента. Нет искры, следовательно, не будет газ воспламеняться.
Магнитный
Он подходит для анализа кислорода. Эти приборы используются в тех механизмах, где газовая смесь подлежит сжиганию. Пример индикатора: лямбдазонт. Он находится в выхлопной системе автомобилей, который сейчас актуальны на современном авторынке. Предназначен для определения концентрации кислорода в соотношении выхода выхлопных газов. Служит также для определения на сколько хорошо прогрелось автомобильное топливо. Инфракрасный
Нужны для того чтобы облучать инфракрасными лучами газовую среду. У них есть встроенный взрывозащищенный корпус, так как используется там, где есть взрывоопасные вещества. Его используют для лабораторий и промышленности.
Ионизационный
Проверяет на наличие электропроводимости. Если есть в составе примеси, то электропроводимость отличается. Это фиксируется и отражается в процентах на табло. Он предназначен для газов, которые не воспламеняются.
Ультрафиолетовые
У них такой же принцип, как и у инфракрасных. Но есть отличие в том, что облучают ультрафиолетовыми лучами. Эти приборы могут анализировать интенсивность поглощение среды, с помощью лучей, которые на них направлены.
Люминесцентный
Необходим для того, чтобы определить какие у газов есть люминесцирующие свойства. Они зависят от концентрации этих примесей. Это редкий вид устройств, потому что это наиболее сложный вид. В практике, как правило, используют более простые технологии. Есть и другое оборудование, которые обладает другими физическими принципами. Оно наиболее затратное и требует сложное обслуживание. Оборудование, основанное на химических принципах заправляют определенными химическими реагентами. Они применяются, если есть наличие специфических газов, для которых другие способы не подходят.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Классификация нефти
Классификация газоанализаторов
Рассматриваемые в данной статьи приборы имеют множество модификаций и могут классифицироваться сразу по нескольким категориям.
По функционалу:
- Индикаторные – они способны выдавать качественную оценку газовой субстанции по наличию вещества, подлежащего контролю. Данные будут отображаться несколькими точечными индикаторами. Когда горят полностью все индикаторы – это означает, что контролируемых компонентов присутствует слишком много, а когда один – два – то это означает нормальный уровень. К этой же группе можно отнести и течеискатели – они оснащены специальными зондами (или же пробозаборниками), благодаря которым и выявляется место протечки в трубопроводе.
- Сигнализирующие – они имеют один или несколько сигналов по порогам. Их оптические индикаторные элементы срабатывают визуально или со звуком в случае, когда концентрация вредной смеси достигнет порогового показателя.
- Непосредственно газоанализаторы – они приспособлены выдавать оценку концентрации газовой смеси по ее массе или объему. Обычно дополняются еще и пороговым оборудованием, оснащенным цифровым/аналоговым сигналом или даже принтером.
По конструктивным особенностям:
- Стационарные образцы – габаритные и массивные, они предназначены для бесперебойной работы. Используются для осуществления контроля за рабочей территорией индустриального предприятия, регистрируют степень загазованности как в самом помещении, так и в окружающей среде. Данное оборудование направлено на исследование концентрации газов, и в особенности – их предельно допустимых значений. Обладают интегрированными пороговыми датчиками, которые при возникновении угрозы превышения пределов загазованности включают сирену, запускают автоматическую вентиляцию, закрывают специальный отсекающий клапан.
- Переносные образцы – чуть менее габаритные аппараты, которые легко транспортировать с одного объекта на другой и достаточно просто запустить в рабочем режиме. Применяются они в нефтегазовой индустрии, коммунальных отраслях, а также во время осуществления экологического контроля и при лабораторных исследованиях. В большинстве случаев ими пользуются органы МЧС, санитарного надзора, а также компании по монтажу и наладке систем кондиционирования, вентиляции и отопления. Отдельные модели применяются в гражданском строительстве подразделениями промышленной безопасности и охраны труда организаций.
- Портативные образцы – их отличает компактность и легкость. Используются они в сфере добычи, транспортировки, переработки нефти и газа, а также в водоканалах, тоннелях и колодцах. Их возможно встретить на АЗС и в других местах, где необходимо соблюсти персональную безопасность сотрудников. Также ими пользуются экологи на выездных работах во время проведения мониторингов состава воздуха в жилых зонах или на промышленных предприятиях. Данные аппараты оборудованы визуальной и звуковой сигнализацией, могут быть дополнены инфракрасным портом (или иными другими модулями для беспроводной передачи данных) в целях отправки результатов на «материнскую» станцию.
Отдельно стоит упомянуть дымовые газоанализаторы – они призваны контролировать оптимизацию процессов горения, одновременно производя инвентаризацию производимых выбросов в атмосферу. Используются в помещениях с промышленными печами, в котельных. Также способны выявлять величину угарного газа в замкнутом пространстве, либо определять места газовых протечек.
По количеству измеряемых компонентов:
- Промышленные узконаправленные (в конкретной отрасли) обычно приспособлены выявлять лишь один-два компонента;
- Автомобильные – в обязательном порядке четыре (но могут и больше);
- Профессиональные лабораторные модели могут определять до 50 компонентов.
Типы газоанализаторов
ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ, приборы, измеряющие содержание (концентрацию) одного или неск. компонентов в газовых смесях (см. также Газовый анализ). Каждый газоанализатор предназначен для измерения концентрации только определенных компонентов на фоне конкретной газовой смеси в нормиров. условиях. Наряду с использованием отдельных газоанализаторов создаются системы газового контроля, объединяющие десятки таких приборов. В большинстве случаев работа газоанализатора невозможна без ряда вспомогат. устройств, обеспечивающих создание необходимых т-ры и давления, очистку газовой смеси от пыли и смол, а в ряде случаев и от нек-рых мешающих измерениям компонентов и агрессивных в-в. Газоанализаторы классифицируют по принципу действия на пневматические, магнитные, электрохимические, полупроводниковые и др. Ниже излагаются физ. основы и области применения Наиб. распространенных газоанализаторов.
Термокондуктометрические газоанализаторы. Их действие основано на зависимости теплопроводности газовой смеси от ее состава. Для большинства практически важных случаев справедливо ур-ние:
где-теплопроводность смеси, — теплопроводность i — того компонента, Ci — eгo концентрация, n-число компонентов.
Термокондуктометрич. газоанализаторы не обладают высокой избирательностью и используются, если контролируемый компонент по теплопроводности существенно отличается от остальных, напр. для определения концентраций Н2, Не, Аг, СО2 в газовых смесях, содержащих N2, О2 и др. Диапазон измерения — от единиц до десятков процентов по объему.
Изменение состава газовой смеси приводит к изменению ее теплопроводности и, как следствие, т-ры и электрич. сопротивления нагреваемого током металлич. или полупроводникового терморезистора, размещенного в камере, через к-рую пропускается смесь. При этом:
где a-конструктивный параметр камеры, R1 и R2— сопротивление терморезистора в случае пропускания через него тока I при теплопроводности газовой среды соотв. и,-температурный коэф. электрич. сопротивления терморезистора.
Рис. 1. Термокондуктометрич. газоанализатор: 1 -источник стабилизиров. напряжения; 2-вторичный прибор; R1 и R3 — рабочие терморезисторы; R2 и R4 -сравнит. терморезисторы; R0 и потенциометры; вход и выход анализируемой газовой смеси показаны стрелками.
На рис. 1 приведена схема, применяемая во многих Термокондуктометрич. газоанализаторах. Чувствит. элементы R1 и R3 (рабочие терморезисторы) омываются анализируемой смесью; сравнит. терморезисторы R2 и R4 помещены в герметичные ячейки, заполненные сравнит. газом точно известного состава. Потенциометры R0 и предназначены для установки нулевых показаний и регулировки диапазона измерения. Мера концентрации определяемого компонента — электрич. ток, проходящий через, к-рый измеряется вторичным (т.е. показывающим или регистрирующим) прибором. Термокондуктометрич. газоанализаторы широко применяют для контроля процессов в произ-ве H2SO4, NH3, HNO3, в металлургии и др.
Термохимические газоанализаторы. В этих приборах измеряют тепловой эффект хим. р-ции, в к-рой участвует определяемый компонент. В большинстве случаев используется окисление компонента кислородом воздуха; катализаторы — марганцевомедный (гопкалит) или мелкодисперсная Pt, нанесенная на пов-сть пористого носителя. Изменение т-рыпри окислении измеряют с помощью металлич. или полупроводникового терморезистора. В ряде случаев пов-сть платинового терморезистора используют как катализатор. Величинасвязана с числом молей М окислившегося компонента и тепловым эффектомсоотношением:, где k-коэф., учитывающий потери тепла, зависящие от конструкции прибора.
Схема (рис. 2) включает измерит. мост с постоянными резисторами (R1 и R4)и двумя терморезисторами, один из к-рых (R2)находится в атмосфере сравнит. газа, а второй (R3)омывается потоком анализируемого газа. Напряжение Uвых в диагонали моста пропорционально концентрации определяемого компонента. Для устойчивой работы газоанализатора исключают влияние т-ры среды (термостатированием или термокомпенсацией), стабилизируют напряжение, поддерживают постоянным расход газа, очищают его от примесей, отравляющих катализатор (С12, НС1, H2S, SO2 и др.).
Рис. 2. Термохим. газоанализатор: 1- источник стабилизиров. напряжения; 2-вторичный прибор; R1 и R4 — постоянные резисторы; R2 и R3-соотв, сравнительный и рабочий терморезисторы.
Большинство термохим. газоанализаторов используют в кач-ве газосигнализаторов горючих газов и паров (Н2, углеводороды и др.) в воздухе при содержании 20% от их ниж. КПВ, а также при электролизе воды для определения примесей водорода в кислороде (диапазон измерения 0,02-2%) и кислорода в водороде (0,01-1%).
Магнитные газоанализаторы. Применяют для определения О2. Их действие основано на зависимости магн. восприимчивости газовой смеси от концентрации О2, объемная магн. восприимчивость к-рого на два порядка больше, чем у большинства остальных газов. Такие газоанализаторы позволяют избирательно определять О2 в сложных газовых смесях. Диапазон измеряемых концентраций 10-2 — 100%. Наиб. распространены магнитомех. и термомагн. газоанализаторы.
В магнитомеханических газоанализаторах (рис. 3) измеряют силы, действующие в неоднородном магн. поле на помещенное в анализируемую смесь тело (обычно ротор). Сила F, выталкивающая тело из магн. поля, определяется выражением:
гдеи-объемная магн. восприимчивость соотв. анализируемой смеси и тела, помещенного в газ, V-объем тела, H-напряженность магн. поля. Обычно мерой концентрации компонента служит вращающий момент, находимый по углу поворота ротора. Показания магнитомех. газоанализатора определяются магн. св-вами анализируемой газовой смеси и зависят от т-ры и давления, поскольку последние влияют на объемную магн. восприимчивость газа.
Более точны газоанализаторы, выполненные по компенсац. схеме. В них момент вращения ротора, функционально связанный с концентрацией О2 в анализируемой смеси, уравновешивается известным моментом, для создания к-рого используются магнитоэлектрич. или электростатич. системы. Роторные газоанализаторы ненадежны в промышленных условиях, их сложно юстировать.
Рис. 3. Магнитомех. газоанализатор: 1-ротор; 2-полюсы магнита; 3-растяжка; 4-зеркальце; 5-осветитель; 6-шкала вторичного прибора.
Действие термомагнитных газоанализаторов основано на термомагн. конвекции газовой смеси, содержащей О2, в неоднородных магнитном и температурном полях. Часто применяют приборы с кольцевой камерой (рис. 4), к-рая представляет собой полое металлич. кольцо. Вдоль его диаметра установлена тонкостенная стеклянная трубка, на к-рую намотана платиновая спираль, нагреваемая электрич. током. Спираль состоит из двух секций — R1 и R2, первая из к-рых помещается между полюсами магнита. При наличии в газовой смеси О2 часть потока направляется через диаметральный канал, охлаждая первую секцию платиновой спирали и отдавая часть тепла второй. Изменение сопротивлений R1 и R2 вызывает изменение выходного напряжения U, пропорциональное содержанию О2 в анализируемой смеси.
Рис. 4. Термомагн. газоанализатор: 1 -кольцевая камера; 2-стеклянная трубка; 3-постоянный магнит; 4-источник стабилизиров. напряжения; 5-вторичный прибор; Rt и R2 -соотв. рабочий и сравнит. терморезисторы (секции платиновой спирали); R3 и R4 -постояниые резисторы.
Пневматические газоанализаторы. Их действие основано на зависимости плотности и вязкостигазовой смеси от ее состава. Изменения плотности и вязкости определяют измеряя гидромех. параметры потока. Распространены пневматич. газоанализаторы трех типов.
Газоанализаторы с дроссельными преобразователями измеряют гидравлич. сопротивление дросселя (капилляра) при пропускании через него анализируемого газа. При постоянном расходе газа перепад давления на дросселе — ф-ция плотности (турбулентный дроссель), вязкости (ламинарный дроссель) или того и другого параметра одновременно.
Струйные газоанализаторы измеряют динамич. напор струи газа, вытекающего из сопла. Содержат два струйных элемента типа «сопло-приемный канал» (рис. 5). Для подачи анализируемого и сравнит. газов служит эжектор 2. Давление на выходе из элементов поддерживается регулятором 4. Равенство давлений газов на входе в элементы обеспечивается соединит. каналом 5 и настройкой вентиля 6. Разница динамич. давлений (напоров), воспринимаемых трубками 1б,- ф-ция отношения и мера концентрации определяемого компонента газовой смеси. Струйные газоанализаторы используют, напр., в азотной пром-сти для измерения содержания Н2 в азоте (диапазон измерения 0-50%), в хлорной пром-сти — для определения С12 (0-50 и 50-100%). Время установления показаний этих газоанализаторов не превышает неск. секунд, поэтому их применяют также в газосигнализаторах довзрывных концентраций газов и паров нек-рых в-в (напр., дихлорэтана, винилхлорида) в воздухе пром. помещений.
Рис. 5. Пневматический струйный газоанализатор: 1 — элемент «сопло-приемный канал»; 1а-сопло; 1б-приемная трубка; 2-эжсктор; 3-вторичный прибор; 4 -регулятор давления; 5 -соединит, канал; 6-вентиль.
Пневмоакустические газоанализаторы содержат два свистка (рис. 6) с близкими частотами (3-5 кГц), через один из к-рых проходит анализируемый газ, через второй — сравнительный. Частота биений звуковых колебаний в смесителе частот зависит от плотности анализируемого газа. Биения (частота до 120 Гц) усиливаются и преобразуются в пневматич. колебания усилителем. Для получения выходного сигнала (давления) служит частотно-аналоговый преобразователь.
Рис. 6. Пневмоакустич. газоанализатор: 1 -свисток; 2-смеситель частот; 3 — усилитель — преобразователь ; 4 — частотно-аналоговый преобразователь; 5-вторичный прибор.
Пневматич. газоанализаторы не обладают высокой избирательностью. Они пригодны для анализа смесей, в к-рых изменяется концентрация только одного из компонентов, а соотношение между концентрациями других остается постоянным. Диапазон измерения — от единиц до десятков процентов. Пневматич. газоанализаторы не содержат электрич. элементов и поэтому могут использоваться в помещениях любой категории пожаро- и взрывоопасности. Элементы схемы, контактирующие с газами, выполнены из стекла и фторопласта, что позволяет анализировать весьма агрессивные газы (хлор-, серосодержащие и др.).
Инфракрасные газоанализаторы. Их действие основано на избйрат. поглощении молекулами газов и паров ИК-излучения в диапазоне 1-15 мкм. Это излучение поглощают все газы, молекулы к-рых состоят не менее чем из двух разл. атомов. Высокая специфичность молекулярных спектров поглощения разл. газов обусловливает высокую избирательность таких газоанализаторов и их широкое применение в лабораториях и пром-сти. Диапазон измеряемых концентраций 10-3 -100%. В дисперсионных газоанализаторах используют излучение одной длины волны, полученное с помощью монохроматоров (призмы, дифракц. решетки). В недисперсионных газоанализаторах, благодаря особенностям оптич. схемы прибора (применению светофильтров, спец. приемников излучения и т.д.), используют немонохроматич. излучение. В кач-ве примера на рис. 7 приведена Наиб. распространенная схема такого газоанализатора. Излучение от источника последовательно проходит через светофильтр и рабочую кювету, в к-рую подается анализируемая смесь, и попадает в спец. приемник. Если в анализируемой смеси присутствует определяемый компонент, то в зависимости от концентрации он поглощает часть излучения, и регистрируемый сигнал пропорционально изменяется. Источником излучения обычно служит нагретая спираль с широким спектром излучения, реже — ИК-лазер или светодиод, испускающие излучение в узкой области спектра. Если используется источник немонохроматич. излучения, избирательность определения достигается с помощью селективного приемника.
Рис. 7. Недисперсионный инфракрасный газоанализатор: 1-источник излучения; 2-светофильтр; 3-модулятор; 4 и 4′-соотв. рабочая и сравнит. (внизу) кюветы; 5-приемник излучения; 6-усилитель; 7-вторичный прибор.
Наиб. распространены газоанализаторы с газонаполненным оптико-акустическим приемником. Последний представляет собой герметичную камеру с окном, заполненную именно тем газом, содержание к-рого нужно измерить. Этот газ, поглощая из потока излучения определенную часть с характерным для данного газа набором спектральных линий, нагревается, вследствие чего давление в камере увеличивается. Посредством мех. модулятора поток излучения прерывается с определ. частотой. В результате с этой же частотой пульсирует давление газа в приемнике. Амплитуда пульсации давления — мера интенсивности поглощенного газом излучения, зависящая от того, какая часть характерного излучения поглощается тем же газом в рабочей кювете. Др. компоненты смеси излучение на этих длинах волн не поглощают. Т. обр., амплитуда пульсации давления в приемнике излучения — мера кол-ва определяемого компонента в анализируемой смеси, проходящей через рабочую кювету. Изменение давления измеряют обычно конденсаторным микрофоном или микроанемометром (датчиком расхода газа). Заменяя газ в приемнике излучения оптико-акустич. газоанализатора, можно избирательно измерять содержание разл. компонентов смесей.
В инфракрасных газоанализаторах используют также неселективные приемники излучения — болометры, термобатареи, полупроводниковые элементы. Тогда в случае источников с широким спектром излучения избирательность определения обеспечивают применением интерференционных и газовых фильтров. Для повышения точности и стабильности измерения часть потока излучения обычно пропускают через сравнит. кювету, заполненную газом, не поглощающим регистрируемое излучение, и измеряют разность или отношение сигналов, полученных в результате прохождения излучения через рабочую и сравнит. кюветы.
Инфракрасные газоанализаторы широко используют для контроля кач-ва продукции, анализа отходящих газов, воздуха помещений. С их помощью определяют, напр., СО, СО2, NH3, СН4 в технол. газах произ-ва синтетич. аммиака, пары ряда р-рителей в воздухе пром. помещений, оксиды азота, SO2, СО и углеводороды в выхлопных газах автомобилей и т.д.
Ультрафиолетовые газоанализаторы. Принцип их действия основан на избират. поглощении молекулами газов и паров излучения в диапазоне 200-450 нм. Избирательность определения одноатомных газов весьма велика. Двух- и многоатомные газы имеют в УФ-области сплошной спектр поглощения, что снижает избирательность их определения. Однако отсутствие УФ-спектра поглощения у N2, O2, СО2 и паров воды позволяет во многих практически важных случаях проводить достаточно селективные измерения в присут. этих компонентов. Диапазон определяемых концентраций обычно 10-2-100% (для паров Hg ниж. граница диапазона 2,5-10-6%).
Схема ультрафиолетового газоанализатора аналогична схеме, приведенной на рис. 7. Имеются также приборы с двумя детекторами излучения без модулятора, в к-рых световые потоки не прерываются. В кач-ве источников излучения обычно применяют ртутные лампы низкого (= 253,7 нм) и высокого (спектр с большим набором линий) давлений, газоразрядные лампы с парами др. металлов (=280, 310 и 360 нм), лампы накаливания с вольфрамовой нитью, водородные и дейтериевые газоразрядные лампы. Приемники излучения — фотоэлементы и фотоумножители. При использовании неселективного источника излучения избирательность измерения в большинстве приборов обеспечивают с помощью оптич. фильтров (стеклянных или интерференционных).
Ультрафиолетовые газоанализаторы применяют гл. обр. для автоматич. контроля содержания С12, О3, SO2, NO2, H2S, C1O2, дихлорэтана, в частности в выбросах пром. предприятий, а также для обнаружения паров Hg, реже Ni (СО)4, в воздухе пром. помещений.
Люминесцентные газоанализаторы. В хемилюминесцентных газоанализаторах измеряют интенсивность люминесценции, возбужденной благодаря хим. р-ции контролируемого компонента с реагентом в твердой, жидкой или газообразной фазе. Пример — взаимод. NO с О3, используемое для определения оксидов азота:
N0 + 03 -> N02+ + 02 -> N02 + hv + 02
Схема хемилюминесцентного газоанализатора с газообразным реагентом представлена на рис. 8. Анализируемая смесь и реагент через дроссели поступают в реакц. камеру. Побудитель расхода (насос) обеспечивает необходимое давление в камере. При наличии в смеси определяемого компонента излучение, сопровождающее хемилюминесцентную р-цию, через светофильтр подается на катод фотоумножителя, к-рый расположен в непосредств. близости к реакц. камере. Электрич. сигнал с фотоумножителя, пропорциональный концентрации контролируемого компонента, после усиления поступает на вторичный прибор. При измерении слабых световых потоков, возникающих при малых концентрациях определяемого компонента, фотокатод охлаждают электрич. микрохолодильниками с целью уменьшения темнового (фонового) тока.
Рис. 8. Хемилюминесцентный газоанализатор: 1-рсакц. камера; 2-светофильтр; 3 — фотоумножитель; 4-вторичный прибор; 5-побудитель расхода газа; 6-дроссели.
Для измерения содержания NO2 в приборе предусмотрен конвертер, где NO2 превращается в NO, после чего анализируемая смесь направляется в реакц. камеру. При этом выходной сигнал пропорционален суммарному содержанию NO и NO2. Если же смесь поступает, минуя конвертер, то по выходному сигналу находят концентрацию только NO. По разности этих сигналов судят о содержании NO 2 в смеси.
Высокая избирательность хемилюминесцентных газоанализаторов обусловлена специфичностью выбранной р-ции, однако сопутствующие компоненты в смеси могут изменять чувствительность прибора. Такие газоанализаторы применяют для определения NO, NO2, NH3, O3 в воздухе в диапазоне 10-7-1%.
В флуоресцентных газоанализаторах измеряют интенсивность флуоресценции (длина волны), возникающей при воздействии на контролируемый компонент УФ-излучения (с частотой v1). В кач-ве примера на рис. 9 представлена схема такого газоанализатора для определения SO2 в воздухе. Анализируемая смесь поступает в детекторную камеру, к-рая отделена от импульсного источника УФ-излучения и от фотоумножителя светофильтрами 3 и 4, пропускающими излучение с длинами волн соотв. и. Фотоумножитель, расположенный под углом 90° к источнику излучения, регистрирует импульсы флуоресценции, амплитуда к-рых пропорциональна концентрации определяемого компонента в камере. Электрич. сигнал с фотоумножителя после усиления и обработки поступает на вторичный прибор. Газоанализаторы для определения SO2 характеризуются высокой чувствительностью и избирательностью. Они используются в автоматич. станциях контроля окружающей среды.
Рис. 9. Флуоресцентный газоанализатор: 1 -детекторная камера; 2-источник УФ-излучения; 3-светофильтр возбуждающего излучения; 4 -светофильтр люминесценции; 5-зеркало; 6-фотоумножитель; 7-вторичный прибор.
Для удаления паров воды, влияющих на показания люминесцентных газоанализаторов, применяют спец. фильтры (типа молекулярного сита) на входе потока газа в камеру.
Фотоколориметрические газоанализаторы. Эти приборы измеряют интенсивность окраски продуктов избират. р-ции между определяемым компонентом и специально подобранным реагентом. Р-цию осуществляют, как правило, в р-ре (жидкостные газоанализаторы) или на твердом носителе в виде ленты, таблетки, порошка (соотв. ленточные, таблеточные, порошковые газоанализаторы).
Рис. 10. Жидкостной фотоколориметрич. газоанализатор: 1 -источник излучения; 2-светофильтр; 3 и 3′-рабочая и сравнит. кюветы; 4-абсорбер; 5 и 5′-приемники излучения; б-усилитель; 7-вторичный прибор.
Принципиальная схема жидкостного газоанализатора представлена на рис. 10. Излучение от источника проходит через рабочую и сравнит. кюветы и поступает на соответствующие приемники излучения. Индикаторный р-р протекает с постоянной скоростью через обе кюветы и абсорбер. Навстречу потоку р-ра через абсорбер барботирует анализируемый газ. Определяемый компонент, присутствующий в газе, взаимод. с реагентом в р-ре, вызывая изменение оптич. плотности в рабочей кювете, пропорциональное концентрации компонента. В результате интенсивность излучения через одну из кювет изменяется, а через другую-нет. Разность (или отношение) сигналов рабочего и сравнит. каналов — мера концентрации определяемого компонента в анализируемой смеси.
Подача р-ра может быть как непрерывной, так и периодической. При периодич. подаче анализируемый газ пропускают в течение нек-рого времени через одну и ту же порцию р-ра, что позволяет повысить чувствительность определения. Такие газоанализаторы дают возможность измерить среднюю концентрацию определяемого компонента за заданный промежуток времени, напр. при установлении среднесменных или среднесуточных концентраций токсичных примесей в воздухе.
В ленточных газоанализаторах (рис. 11) анализируемый газ поступает в газовую камеру, через к-рую непрерывно или с заданной периодичностью протягивается лента с нанесенным на нее реактивом. В результате р-ции с определяемым компонентом на ленте образуется цветовое пятно, интенсивность окраски к-рого пропорциональна концентрации компонента. Разность (или отношение) световых потоков, отраженных от окраш. и неокраш. участков ленты, — мера концентрации контролируемого компонента в смеси. Иногда используют индикаторную ленту с жидким реактивом. В этом случае реактив наносится на ленту из капельницы непосредственно перед ее контактом с газом.
Рис. 11. Ленточный фотоколориметрич. газоанализатор: 1 -источник излучения; 2-индикаторная лента; 3-светофильтр; 4 и 4′-приемники излучения; 5-газовая камера; 6-усилитель; 7-вторичный прибор.
Принцип действия таблеточных и порошковых газоанализаторов такой же, как у ленточных, но эти приборы, как правило, циклич. действия. Для получения чистой пов-сти перед каждым циклом измерения срезается верх. окраш. слой таблетки или заменяется порция порошка.
Время работы ленточных и таблеточных газоанализаторов без замены ленты или таблетки достигает 30 сут и более. Источники излучения в фотоколориметрич. газоанализаторах-обычно лампы накаливания и полупроводниковые светодиоды, фотоприемники — фотоумножители, фотоэлементы, фотодиоды и фототранзисторы. Эти приборы позволяют с высокой избирательностью определять разл. газообразные (парообразные) в-ва в диапазоне концентраций 10-5-1%. Особенно высока чувствительность у газоанализаторов периодич. действия; их недостаток — некрое запаздывание показаний.
Фотоколориметрич. газоанализаторы применяют гл. обр. для измерения концентраций токсичных примесей (напр., оксидов азота, О2, С12, CS2, O3, H2S, NH3, HF, фосгена, ряда орг. соед.) в атмосфере пром. зон и в воздухе пром. помещений. При контроле загрязнений воздуха широко используют переносные приборы периодич. действия. Значит. число фотоколориметрич. газоанализаторов применяют в качестве газосигнализаторов.
Электрохимические газоанализаторы. Их действие основано на зависимости между параметром электрохим. системы и составом анализируемой смеси, поступающей в эту систему.
В кондуктометрических газоанализаторах измеряется электропроводность р-ра при селективном поглощении им определяемого компонента. Обычно схема прибора включает элек-трич. мост постоянного или переменного тока с двумя кондуктометрич. ячейками, через к-рые протекает электролит. В одну из ячеек электролит поступает после контакта с потоком анализируемого газа. Выходной сигнал пропорционален разности электропроводностей р-ра до и после контакта с контролируемой смесью. Эта разность зависит от концентрации растворенного в электролите определяемого компонента. Изменяя расходы электролита и анализируемой смеси, можно в широких пределах изменять диапазон определяемых концентрации. Недостатки этих газоанализаторов-низкая избирательность и длительность установления показаний при измерении малых концентраций. Кондуктометрич. газоанализаторы широко применяют для определения О2, СО, SO2, H2S, NH3 и др.
Действие потенциометрических газоанализаторов основано на зависимости потенциала Е индикаторного электрода от активности а электрохимически активных ионов, образовавшихся при растворении определяемого компонента:
где E°-стандартный электродный потенциал, R- универсальная газовая постоянная, Т — абс. т-ра, F- число Фарадея, n-число электронов, участвующих в электрохим. р-ции. Измеряемое значение Е пропорционально концентрации контролируемого компонента, растворенного в электролите. Эти газоанализаторы применяют для определения СО2, H2S, HF, NH3, SO2 и др.
Большое распространение получили потенциометрич. газоанализаторы с твердым электролитом для измерения содержания О2. Керамич. пластина на основе СаО и ZrO2 при высокой т-ре начинает проводить ионы кислорода, т.е. ведет себя как электролит. На пов-сть такой пластины с обеих сторон наносят тонкие слои пористой платины (платиновые электроды). С одной стороны пластины подают анализируемую газовую смесь, с другой — сравнительный газ. Разность потенциалов между электродами — мера содержания О2. Термостат поддерживает т-ру электрохим. ячейки в нужном диапазоне. С помощью таких газоанализаторов определяют О2 в широком диапазоне концентраций (10-4-100% по объему). Присутствие углеводородов в анализируемой смеси приводит к искажению результатов из-за их окисления при высокой т-ре.
Действие амперометрических газоанализаторов основано на зависимости между электрич. током и кол-вом определяемого компонента, прореагировавшим на индикаторном электроде. Если контролируемый компонент полностью вступает в электрохим. р-цию, то выполняется закон Фарадея: I = = nFQC, где I-ток, Q- расход газа, С-концентрация определяемого компонента, F-число Фарадея, n-число электронов, участвующих в р-ции.
Электрохим. превращение данного компонента газовой смеси со 100%-ным выходом по току (т.е. отсутствие побочных электродных р-ций) обеспечивается выбором индикаторного электрода и его потенциала. Необходимое постоянное значение разности потенциалов поддерживается благодаря тому, что сравнит. и индикаторный электроды выполняют из двух разных специально подобранных металлов, напр. из Аи и Zn, Au и Pb, Ni и Cd (ячейки гальванич. типа). Разность потенциалов можно стабилизировать и посредством электронной системы с использованием третьего вспомогат. электрода (ячейки потенциостатич. типа).
Рис. 12. Амперометрич. газоанализатор: 1-электрохим. ячейка; 2-вспомогат. электрод; 3-измерит, электрод; 4-потенциостат; 5 -электрод сравнения; 6-усилитель; 7-вторичный прибор; 8-побудитель расхода газа; 9-камера с запасным электролитом.
Амперометрич. газоанализаторы применяют для определения газов, обладающих окислит.-восстановит. св-вами, напр. SO2, NO2, H2S, О2, С12, О3. В газоанализаторах для измерения содержания SO2 в воздухе (рис. 12) анализируемый газ поступает на измерит. электрод 3 электрохим. ячейки и по газовому каналу — в камеру с запасным электролитом 9, в к-рый помещен электрод сравнения 5. Вспомогат. электрод 2 расположен в отдельной камере, к-рая, как и камера 9, соединена с камерой измерит. электрода электролитич. каналом. Достоинства амперометрич. газоанализаторов-высокая чувствительность и избирательность.
Кроме рассмотренной выше конструкции электрохим. ячейки барботажного типа (с непосредств. продуванием смеси через электролит) широкое применение находят ячейки с т. наз. газодиффузионными электродами, где газ отделен от электролита пористой газопроницаемой полимерной мембраной. Со стороны, контактирующей с электролитом, на мембрану наносят мелкодисперсный электродный материал (Pt, Pd, Au). Такие системы отличаются более высокой чувствительностью и стабильностью характеристик.
В основе кулонометрических газоанализаторов компенсац. типа лежит метод кулонометрич. титрования, к-рый заключается в электрохим. получении (генерировании) реагента-титранта, способного быстро взаимод. с определяемым компонентом газовой смеси, растворенным в электролите. Этот газоанализатор включает цепи генерирования и индикации. Электрохим. ячейка содержит соотв. две пары электродев — катод и анод, на к-рых идет электролиз и генерируется титрант, а та
Классификация по принципу действия
И бытовые и профессиональные модели газоанализаторов могут быть как ручными, так и автоматическими. Среди первых большее распространение получили абсорбционные химические — в них компоненты газо-воздушной смеси поглощаются с помощью особых реагентов поочередно. Автоматические – способны измерять физико-химические или физические показатели газовой субстанции (ее отдельных компонентов) в одновременном порядке.
Ручные модели уже давно не применяются массовым пользователем, рынок практически полностью завоеван автоматическими аппаратами, которые можно подразделить на три группы по механизму работы:
- Действие основано на методах физического анализа и включает в себя дополнительные химические реакции. Эти модели способны определять изменение давления или объема газовой субстанции на основе химических реакций с ее отдельными компонентами.
- Действие основано на методах физического анализа и включает в себя дополнительные термохимические, фотоколориметрические, электрохимические процессы. Термохимические базируются на измерениях эффективности тепловой реакции горения (каталитического окисления). Электрохимические могут определять концентрацию веществ в субстанции, основываясь на значениях проводимости, выдаваемых электрическим электролитом, который поглотил субстанцию. Фотоколориметрические основаны на смене цветового спектра некоторых веществ в процессе их взаимодействия с анализируемыми элементами.
- Действие основано на исключительно физических методах определения (оптические, термокондуктометрические, термомагнитные). Термокондуктометрические замеряют теплопроводность газовой субстанции. Термомагнитные способны определять кислородную концентрацию, где кислород будет обладать повышенной восприимчивостью к магнитным полям. Оптические основаны на замерах оптической плотности, спектров испускания/поглощения газо-воздушной смеси.
Каждый из вышеописанных методов имеет свои преимущества и недостатки, однако, современные изготовители приборов газоанализа чаще всего в своих конструкциях используют электрохимический принцип действия, как самый простой, дешевый и многофункциональный. Но и у этого способа найдутся своими минусы, а именно:
- Малая избирательность и верность получаемых результатов;
- Небольшой эксплуатационный срок чувствительных элементов;
- Большая подверженность негативному воздействию со стороны анализируемых примесей.
Лучшие термокондуктометрические переносные
Наиболее распространённый тип приборов. Принцип действия основан на выявлении зависимости электрического сопротивления специальных проводников от концентрации газов. Количественный и качественный состав газовых смесей оказывает влияние на их теплопроводность. Газовая смесь поступает в ячейку цилиндрической формы, меняя температуру нагревательного прибора. Соответствующий сигнал поступает на дисплей прибора.
GX-2003
Страна производитель – Япония. Одна из самых совершенных моделей мультигазоанализаторов . В настоящее время портативный аппарат снят с серийного производства, но по-прежнему его можно встретить в продаже.
GX-2003 внесён в государственный реестр. Применяют его для непрерывного автоматического контроля содержания в рабочей зоне кислорода, горючих и токсичных газов.
Результаты замеров выдаются прибором практически моментально. Конструкция имеет встроенный микронасос и может оснащаться датчиками от 2 до 5 штук.
Сфера использования прибора: химические и нефтеперерабатывающие предприятия, угольные шахты. Устройство может работать в диапазоне температур от -20°C до +40°C и относительной влажности воздуха до 97%, при условии отсутствия конденсации.
Достоинства:
- большая точность измерений;
- стабильная работа;
- простота настройки;
- возможность самостоятельно устанавливать пороги сигнализации.
Главный недостаток:
- отсутствие прибора в свободной продаже.
Отзыв
| Семён В. |
| Удобный и надёжный в работе прибор. Хорошая точность показаний. Никогда не подводит. |
М-02
Страна производитель – Россия. Модель внесена в госреестр, имеет общепромышленное назначение. Используется для оперативных измерений концентрации токсичных и взрывоопасных газов. Пороговые значения обозначаются световыми и звуковыми сигналами до 75 дБ.
Одновременно М-02 может анализировать до 4-х компонентов газовой смеси. Продолжительность работы в автономном режиме до 70 часов. Диапазон рабочей температуры от -40°C +60°C.
Достоинства:
- возможность корректировки режимов чувствительности;
- наличие функции памяти измерений за последние 48 часов;
- самодиагностика;
- небольшой вес и габаритные размеры;
- индикатор зарядки аккумулятора.
Недостатки:
- не выявлены.
Отзыв
| Михаил Х. |
| Беру прибор с собой в шахту. Работает три года без поломок. |
Проблемы грамотного выбора
Прежде чем приобрести прибор для газоанализа, необходимо учесть уровень защищенности его корпуса и коммутационные способности вообще. Независимые и стационарные датчики не должны в обязательном порядке иметь связь с контроллерами или ЭВМ. В случаях, когда нужен бытовой аппарат, оснащенный модулем отключения подачи газа, то тогда, наличие таких портов, как RS-232 (для коммутации с ЭВМ) и контрольного реле – понадобятся. Особенно будет необходимо реле, чтобы прибор надлежащим образом интегрировался в комплексные средства безопасности (например, в систему «умного дома»). Тогда устройство будет надежно связано с регуляторами клапанов газовой системы, сиреной и вытяжкой.
Уровень защиты корпуса обозначается по евростандарту IP. Бытовые модели для жилых помещений, обычно имеют класс защищенности IP20, что говорит о качественном противостоянии влаге и пыли. Самые износостойкие модели имеют класс защиты IP67 – они успешно противостоят агрессивным химическим средам, могут быть полностью погружены в воду и т.п.
Нелишними ориентирами также станут следующие параметры:
- Количество видов определяемых вредных веществ;
- Способ отбора воздуха – он бывает автоматический, с применением компрессора или ручной (т.е. принудительный).
- Стационарное или портативное размещение – здесь все будет зависеть только от условий будущего применения.
В то же время, следует обратить внимание на максимальную суммарную загрузку аппарата – т.е. имеется ввиду время наработки на отказ (качество и долговечность датчиков, насосов, сигнализаторов и т.д.). Отдельно необходимо поинтересоваться парооборотной системой и ее максимальной загрузкой.
Если выбирать аппарат для определения дымовых (отходящих) газов котлов со сжиганием топлива, то проще всего руководствоваться принципом – «чем дороже, тем лучше», ибо эта категория является самой распространенной и изготовители стараются делать ее максимально функциональной. Во всех других случаях, например, при выборе для промышленных целей, нужно отталкиваться от количества функций: большой прибор для контроля газов в помещении плавильного цеха вряд ли понадобится со всем своим большим набором функций в деревообрабатывающем цеху. Соответственно, переплачивать за развернутый функционал смысла не имеется.
Отдельно следует учесть немаловажный экономический фактор, а именно – цена ежегодного обслуживания. Она рассчитывается как совокупная стоимость периодических технических осмотров, замена расходных материалов, и текущая калибровка сенсоров.
В любом случае, перед покупкой в обязательном порядке, покупатель должен запросить у продавца сертификационную документацию:
- Сертификат или свидетельство на вид измерительного средства;
- Инструкция с описанием средства учета и контроля;
- Методика поверки;
- Способы выполнения измерений.
ВАЖНО! Измерение газовых выбросов является сферой государственного контроля/надзора и без наличия соответствующих сертификационных измерений, прибор использоваться не может!
Применение газоанализаторов[править | править код]
- Экология и охрана окружающей среды: определение концентрации вредных веществ в воздухе.
- В системах управления двигателями внутреннего сгорания, например, лямбда-зонд) и регулирования процесса горения в котлах теплоэлектростанций.
- На химически опасных производствах.
- При определении утечек в холодильном оборудовании (так называемые фреоновые течеискатели).
- При определении утечек в газовом и вакуумном оборудования (обычно используются гелиевые течеискатели).
- На взрывоопасных и пожароопасных производствах для определения содержания горючих газов в процентах от НКПР.
- В дайвинге для определения состава газовой смеси в баллонах для погружений;
- В подвалах, колодцах, приямках перед проведением работ.
- В медицине, «мультигаз» обеспечивает контроль концентрации газов в дыхательном контуре при проведении анестезии.
- На транспорте, при обеспечении безопасности перевозок (поиск взрывчатых веществ, наркотиков).
Многие современные газоанализаторы часто имеют дополнительные функции, например:
- Измерение дифференциального давления газа для измерения расхода газа.
- Определение скорости и объёмного расхода газового потока.
- Определение расхода газа/бензина.
- Встроенную память.
- Интерфейс, также беспроводной интерфейс, для передачи данных на компьютер.
- Статистическая обработка результатов измерений.
- Расчёт массового выброса вредных веществ.
Рейтинг лучших моделей газоанализаторов на 2021 год
Бюджетные варианты
3-ье место: «BG 2202 Brennenstuhl 1290460»
Стационарная модель потолочного типа. С первого взгляда может показаться, что он предназначен только для бытового использования, однако может справляться и с повышенной концентрацией анализируемых веществ, поэтому его вполне можно установить даже в котельной. Работает от сети 220 В. Сигнализация имеется как звуковая, так и визуальная. Позиционируется производителем, как образец для помещений с массовым присутствием людей. Цена – 2000 рублей.
газоанализатор BG 2202 Brennenstuhl 1290460
Достоинства:
- Отличная звуковая/визуальная сигнализация;
- Бюджетная цена;
- Легкость монтажа.
Недостатки:
- Низкий порог определяемой опасной концентрации – от 40%;
- Не работает при отключенном электричестве.
2-ое место: «Mastech MS6310 65299»
Не взирая на то, что аппарат изготовлен китайским производителем, в его конструкции содержатся качественные детали. В дополнение к основным функциям, обладает функцией обнаружения газовых утечек в трубопроводе. Выполнен в виде небольшой портативной модели. Работает от четырех батареек типа АА (9 часов бесперебойной работы). Характеризуется высокой быстротой срабатывания. Забор пробы осуществляется посредством гибкого зонда. Цена – 4500 рублей.
Mastech MS6310 65299
Достоинства:
- Прочный корпус;
- Длинный удобный зонд;
- Прост в управлении.
Недостатки:
- Отсутствует дисплей.
1-ое место: «МЕГЕОН 08005»
Неплохой образец от отечественного производителя. Легок в управлении, прекрасно размещается в руке, обладает большим дисплеем и малым весом. В автоматическом режиме замеряет окружающий СО2 и даже температуру воздуха! Характеризуется сравнительно высокой точностью измерений и увеличенной чувствительностью. Работает от двух батареек типа АА. Позиционируется как прибор для частого использования. Цена – 9100 рублей.
МЕГЕОН 08005
Достоинства:
- Малый вес;
- Индикатор заряда источников питания;
- Многофункциональный.
Недостатки:
- Долгое время отклика – около 60 секунд.
Средний ценовой сегмент
2-ое место: «СЕМ DT-802 481769»
Стационарный вариант, рассчитанный исключительно на определение угарного газа. Может размещаться как на подставке, так и может быть закрепленным на стене. В темноте можно использовать подсветку экрана. В силу своих небольших размеров, при помощи удлинителя, может быть использован в качестве течеуловителя. На дисплее размещаются показатели температуры, загазованности, календарь и часы. Крайне малое время отклика – всего 2 секунды. Цена – 9700 рублей.
СЕМ DT-802 481769
Достоинства:
- Информативный дисплей;
- Универсальность;
- Малые габариты;
- Подсветка.
Недостатки:
- Питание только от сети 220 В.
1-ое место: «Testo 317-2»
Отличный образчик, способный работать даже в минусовых температурах. Модель портативная, для нее характерна простота управления и информативный дисплей с функцией ночной подсветки. Изделие поставляется в фирменном чехле, поэтому безопасность хранения/транспортировки вопросов не вызывает. Обладает повышенной точностью. Цена – 14 000 рублей.
Testo 317-2
Достоинства:
- Работает при минусовой температуре;
- Имеется чехол для хранения и переноски;
- Удобен в использовании.
Недостатки:
- 2-х батареек хватает всего на 4 часа работы.
Премиум-сегмент
2-ое место: «МЕГЕОН 08002 к0000017420»
Довольно-таки тяжелый вариант (почти 300 грамм), однако, обладающий повышенной точностью. Работает от аккумулятора. Имеет гибкий зонд, посредством которого очень легко проводить замеры. В случае превышения заданных норм – сигнализирует и звуком и светом. Среднее время отклика – около 10 секунд. В комплекте поставляется не просто чехол, а очень удобный кейс с мягкими вставками. Несмотря на российскую сборку, чувствительные датчики в конструкции используются от европейского производителя. Среди покупателей заслужил характеристику «Лучшее соотношение по цене/качеству». Стоимость – 14 000 рублей.
МЕГЕОН 08002 к0000017420
Достоинства:
- Двойное оповещение – звук и свет;
- Работа от аккумулятора и от сети;
- Расширенный эксплуатационный ресурс.
Недостатки:
- Не обнаружено (для своего сегмента).
1-ое место: «Testo 316-1»
Крайне высокоточный прибор, что увеличивает его цену на порядки, даже несмотря на отсутствие дисплея. Ресурса батареи хватает на 5 часов беспрерывной работы. Время отклика составляет около 5-30 секунд. Способен определять до 5 вредных компонентов. Индикация выполнена в виде двух сигнальных огней: желтый – «внимание», красный – «потенциальная опасность». Оснащен гибким зондом. Цена – 20 000 рублей.
Testo 316-1
Достоинства:
- Прочный корпус;
- Удобный зонд;
- Очень высокая точность.
Недостатки:
- Завышенная цена.
Установка газовых анализаторов
В семействах бытовых анализаторов также встречаются стационарные модели, которые предполагают выполнение специальной установки. При этом они также отличаются компактными размерами, неприхотливостью в обслуживании и невысокими рабочими характеристиками. Монтаж такого прибора обычно выполняется в месте повышенной опасности газовой утечки. Это может быть участок рядом с котельной установкой, бойлером или кухонной плитой. Крепление чаще всего осуществляется на стене таким образом, чтобы у пользователя оставалась возможность прямого доступа к панели управления аппарата. Фиксируется газовый анализатор с помощью крепежного профиля, который обычно идет в базовом комплекте. При помощи шурупов или саморезов необходимо выполнить установку несущей панели, а в нее уже интегрировать сам прибор. В зависимости от типа модели может потребоваться и прокладка питающего кабеля от электросети, хотя бытовые маломощные анализаторы чаще работают от аккумуляторов и батареек.
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.
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:
| В Газоанализатор – это прибор, предназначенный для измерения концентрации отдельных компонентов в газовых и воздушных смесях. В 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. В |
Правила выбора
Чтобы правильно выбрать прибор для контроля воздуха рабочей зоны, нужно, прежде всего, исходить из перечня примесей, которые нужно определять. Кроме того, имеет значение класс опасности примесей: есть модификации устройств для взрывоопасной и взрывобезопасной среды.
Образцы моделей промышленных газоанализаторов представлены на фото:
В зависимости от поставленных задач – общий это контроль, локальный или индивидуальный, выбирают стационарные, переносные либо портативные модели газоанализаторов. И, наконец, устройства с разным принципом действия имеют присущие им преимущества и недостатки.
Так, термохимические устройства имеют низкую стоимость, но при этом непродолжительный срок службы датчика газоанализатора, невысокое быстродействие и чувствительность, небольшой диапазон измеряемых концентраций. Термохимические анализаторы используют преимущественно для контроля воздуха производственной зоны на содержание горючих газов, например, СО.
Электрохимические анализаторы занимают среднюю ценовую позицию. У них высокая чувствительность, широкий диапазон определяемых веществ, низкое потребление энергии. Вместе с тем, они имеют крупные габариты, сложны в обслуживании.
Оптические приборы имеют прекрасное быстродействие, высокую избирательность и чувствительность. Диапазон их измерения охватывает практически весь спектр возможных загрязнений. При этом стоимость оптических газоанализаторов – самая высокая.
Искали информацию, про шахтные самоспасатели? Мы подготовили специальный обзор.
Какие средства СИЗ относятся к средствам защиты кожи, мы расскажем в этом материале.
Если вам интересно узнать, какой срок эксплуатации у защитной каски, читайте эту статью.
Особенности бытовых газоанализаторов
Модели для домашнего применения отличаются небольшими размерами, скромными рабочими показателями и упрощенным управлением. Если профессиональные устройства предполагают стационарную эксплуатацию, то бытовой аппарат предоставляет возможность перемещения. Его функционал рассчитан на поиск утечек с обследованием газовых паров в разных точках. При этом и в сегменте домашних аппаратов существуют разные уровни функционального наполнения. Например, газовый анализатор бытовой из бюджетной категории работает с простейшей системой оповещения, которая может быть представлена световой или звуковой индикацией. То есть, если в квартире есть превышение концентрации газовых паров относительно нормативного значения, детектор даст соответствующий сигнал, но без дополнительной информации. Более сложные бытовые модели оснащаются дисплеем, в котором отражаются данные с подробными характеристиками исследуемой среды.
Принцип действия
В
В каталогах газоанализаторы представлены моделями нескольких типов.
В
Они различаются между собой принципом действия:
В
- термокондуктометрические – работают на основе зависимости теплопроводности газовой или воздушной смеси от ее состава. Приборы избирательные, высокочувствительные;
В
- термохимические – в корпусе прибора установлен катализатор, на котором окисляется определяемый компонент или протекает другая реакция с его участием. Концентрация определяется по тепловому эффекту процесса;
В
- магнитные – предназначены для определения содержания кислорода. Принцип действия устройств основан на зависимости магнитной восприимчивости смеси от концентрации О2;
В
- пневматические – определяют плотность и вязкость газовой смеси, которая зависит от качественного и количественного состава;
В
- 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;
В
- ультрафиолетовые – генерируют излучение в диапазоне 200-450 нм. Приборы эффективны для определения концентрации одноатомных газов;
В
- люминесцентные – работают на основе явления люминесценции, которое происходит в результате химической реакции определяемого компонента с реагентом;
В
- 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.;
В
- электрохимические – измеряют электрохимические характеристики анализируемой смеси. Приборы имеют невысокую избирательность;
В
- ионизационные – определяют электрическую проводимость среды, которая зависит от вида, количества, подвижности ионов разных компонентов.
В
Назначение, основные элементы, виды, принцип действия
Газоанализаторы – устройства, с помощью которых определяется состав газовой смеси как качественный (какие именно газы присутствуют), так и количественный (сколько определённых газов находится в смеси).
В первую очередь газоанализаторами оснащаются пожаро-, взрыво- и химически опасные производства, а также шахты, где имеются скопления рудничного газа (метана).
Применение для индивидуальной защиты
Портативные газоанализаторы небольших размеров, которыми снабжаются работники опасных производств, можно считать первичными средствами индивидуальной защиты.
Они своевременно сигнализируют о повышенном содержании вредных примесей в воздухе, при котором следует покинуть рабочую зону либо применить средства защиты органов дыхания. Прибор-газоанализатор представлен на фото:
Способ работы устройства
Ручные анализаторы, которые приводятся в действие оператором, основаны на том, что отдельные газообразные компоненты поглощаются специальными реагентами.
Воздух производственной зоны пропускается через поглотитель, который связывает определённый газ. После этого первоначальный объём смеси уменьшается. По уменьшению объёма рассчитывается, сколько газа, связанного поглотителем, там изначально содержалось. В зависимости от квалификации оператора, измерение занимает от пяти до десяти минут.
Физический принцип измерения результата вспомогательной химической реакции обеспечивает работу объёмно-манометрических или химических анализаторов. В этих приборах измеряется, насколько изменился объём либо давление смеси газов после того, как её компоненты вступили в определённые химические реакции.
Физико-химический принцип действия, совмещённый с физическим, имеют следующие устройства:
- Хроматографические. В них проба разделяется за счёт того, что разные газы проходят поглотительный слой каждый со своей индивидуальной скоростью. Результат разделения фиксируется, проводится автоматический расчёт.
Термохимические. В этих устройствах проходит окисление (с дополнительными катализаторами) составных частей газовоздушной смеси. При окислении выделяется тепло; температура измеряется терморезистором. По степени нагрева определяется концентрация компонентов.
Фотоколориметрические. В них содержание компонентов измеряется по результату их цветной реакции с веществами-индикаторами.
Электрохимические газоанализаторы определяют концентрацию газа в смеси по величине электропроводности раствора, который поглощает этот газ.
Чисто физические принципы работы имеют следующие автоматические газоанализаторы:
- Термокондуктометрические. При изменении состава газовой смеси меняется её теплопроводность. Это изменение регистрируется терморезисторами.
- Денсиметрические. Измеряют плотность газовой смеси, которая меняется в зависимости от качества и количества газов, входящих в неё.
- Магнитные. Применяются для измерения концентрации кислорода в воздухе производственной среды по его магнитным свойствам.
- Оптические. Анализируют состав газовой смеси по её оптической плотности, а также спектрам испускания или поглощения.
Разновидности
Кроме различия по способу действия (ручные или автоматические) и принципу работы, газоанализаторы для воздуха рабочей зоны подразделяют на типы:
- Стационарные. Такие приборы автоматически отслеживают концентрацию газов. В промышленном исполнении, если допустимое содержание опасной газовой составляющей превышено, они подают световые и звуковые сигналы, а также включают вентиляцию и прочие системы безопасности;
- Переносные. Предназначены для определения концентрации газовых примесей в разных местах производственной зоны;
- Портативные. Индивидуальные устройства. Имеют малые габариты и вес, измеряют концентрацию вредных примесей непосредственно там, где находится работник.
Кроме того, по количеству измеряемых примесей эти приборы бывают одно- и многокомпонентными, а по числу каналов (датчиков или точек отбора пробы) – одно- и многоканальными.
Популярные портативные оптические
Принцип действия приборов основан на измерении излучения потоков энергии. Устройства имеют две камеры. Одна из них заполняется чистым воздухом, а другая анализируемой газовой смесью. Концентрация веществ определяется по разнице полученных результатов измерений. Модели обладают большой разрешающей способностью. Это позволяет использовать их для анализа микроконцентраций опасных веществ в промышленных газах.
ПГА-200
Страна производитель – Россия. Модель внесена в госреестр, имеет взрывобезопасную конструкцию. Предназначена для измерения концентрации взрывоопасных и токсичных газов. ПГА-200 используется, как персональный прибор. Небольшой вес (0,3 кг) позволяет носить его в кармане рабочей одежды.
При определении предельно допустимой концентрации веществ газоанализатор подаёт световой и звуковой сигналы. Диапазон рабочих температур от -20°C до +40°C.
Достоинства:
- ускоренная зарядка аккумулятора;
- возможность подключения к ПК;
- автосохранение результатов измерения.
Недостаток:
- необходимость прогревать прибор перед началом измерений.
Отзыв
| Артём Д. |
| Компактный прибор с хорошей точностью измерений. Работает без поломок. |
АНКАТ-7664Микро
Страна производитель – Россия. Модель внесена в Госреестр. Устройство может производить измерения до 4 компонентов в различных сочетаниях. Концентрация каждого вещества в газовой смеси отображается на цифровом дисплее. Звуковой и световой индикатор сигнализирует о повышении или понижении предельно допустимых норм концентрации веществ.
Достоинства:
- возможность ручной корректировки пределов сигнализации;
- есть функция принудительного забора пробы;
- сохранение результатов проверки за год;
- способность работать без калибровки до 6 месяцев;
- наличие взрывозащиты;
- малый вес и размеры.
Недостатки:
- не выявлены.
Отзыв
| Геннадий Ю. |
| Купил прибор более 2-х лет назад. Каждый день использую. Нареканий в работе нет. |
Особенности таких приборов
Достоинствами 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:
- уровня загазованности и паров нефтепродуктов;
- утечки газа.
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.
