Оптический газоанализатор принцип действия

Общие сведения. Оптические газоанализаторы основаны на использовании зависимости изменения того или иного оптического свойства анализируемой газовой смеси от изменения концентрации измеряемого компонента. В оптических газоанализаторах

используются такие оптические свойства, как спектральное поглощение, оптическая плотность, показатель, преломления, спектральное излучение газовой смеси и др.

В соответствии с оптическим свойством, положенным в основу принципа работы прибора, оптические газоанализаторы подразделяются на следующие основные три группы (ГОСТ 13320-67):

1. Абсорбционные — основанные на поглощении лучистой энергии в инфракрасной области спектра (в том числе оптико-акустические), ультрафиолетовой и видимой областях спектра (фотоколориметр ические жидкостные и ленточные).

2. Интерферометрические — основанные на использовании явления смещения интерференционных полос вследствие изменения оптической плотности газовой среды на пути одного из двух когерентных лучей.

3. Эмиссионные — основанные на излучении лучистой энергии, например на измерении интенсивности спектральных линий излу чения компонента, зависящей от его концентрации в анализируемой газовой смеси. Этот метод, предложенный С. Эфришем, принято называть методом эмиссионного спектрального анализа газовой смеси.

Газоанализаторы, основанные на поглощении инфракрасных лучей, получили широкое применение в различных отраслях промышленности и применяются для определения концентрации окиси углерода Оптический газоанализатор принцип действиядвуокиси углерода Оптический газоанализатор принцип действияметана Оптический газоанализатор принцип действияаммиака Оптический газоанализатор принцип действияв сложных газовых смесях, а также и других газов. Это объясняется тем, что в инфракрасной области спектра газы имеют весьма интенсивные и отличительные друг от друга по положению в спектре полосы поглощения.

Газоанализаторы, основанные на поглощении ультрафиолетовых лучей, применяются в химической, нефтяной и пищевой промышленности. Благодаря высокой чувствительности они широко используются для определения токсических и взрывоопасных концентраций различных газов в воздухе промышленных предприятий. Газоанализаторы этого типа позволяют определять содержание паров ртути, хлора и других газов и паров как в воздушной среде, так и в технологических газовых смесях.

Газоанализаторы фотоколориметр ические, основанные на поглощении лучей в видимой области спектра, подразделяются на жидкостные и ленточные. Жидкостные газоанализаторы являются приборами с непосредственным (прямым) поглощением излучения определяемым компонентом при взаимодействии анализируемого компонента с жидким реактивом. В газоанализаторах второго типа измеряется светопоглощение поверхностью бумажной или текстильной ленты, предварительно пропитанной или смоченной соответствующим реактивом. Фотоколориметрические газоанализаторы широко применяют для измерения микроконцентрации различных газов в воздушной среде и в сложных газовых смесях. Эти газоанализаторы широко используются также для определения в воздухе

промышленных предприятии токсической концентрации различных газов и паров, вредных для человека. Фотоколориметрические газоанализаторы для определения больших концентраций не применяются. Следует отметить, что фотоколориметрический метод находит широкое применение для анализа жидкостей, в частности для анализа воды на Оптический газоанализатор принцип действия

Спектрофотометрические газоанализаторы, основанные на методе эмиссионного спектрального анализа газовой смеси, используются для анализа аргона, гелия, азота, водорода и кислорода на примеси.

Газоанализаторы, основанные на поглощении инфракрасных лучей (оптико-акустические). Известно, что способностью поглощать инфракрасные лучи обладают все газы, которые содержат в молекуле два и более различных атомов, например окись углерода Оптический газоанализатор принцип действиядвуокись углерода Оптический газоанализатор принцип действияметан Оптический газоанализатор принцип действияСпособность к поглощению инфракрасных лучей не проявляется у таких газов, как кислород Оптический газоанализатор принцип действияазот Оптический газоанализатор принцип действияводород Оптический газоанализатор принцип действияодноатомные газы — гелий (Не), неон Оптический газоанализатор принцип действияаргон Оптический газоанализатор принцип действиякриптон Оптический газоанализатор принцип действияксенон Оптический газоанализатор принцип действиярадон Оптический газоанализатор принцип действиякоторые имеют один тип атомов.

Основным законом, определяющим интенсивность монохроматического излучения, прошедшего известную толщину поглощающего слоя газа х, является закон Ламберта-Бера

Оптический газоанализатор принцип действия

где Оптический газоанализатор принцип действияинтенсивность монохроматического излучения до и после прохождения поглощающего слоя газа; Оптический газоанализатор принцип действиякоэффициент поглощения, характерный для данного газа и определенной длины волны с — объемная концентрация газа, поглощающего излучение (в долях единицы).

Известно, что каждый газ поглощает инфракрасное излучение в свойственных ему участках спектра. Это различие спектров поглощения в инфракрасной области в большинстве случаев позволяет вести избирательный анализ данного компонента в сложной газовой смеси при переменной концентрации неопределяемых компонентов.

В зависимости от принципа действия лучеприемника газоанализатора, а вместе с тем и характера реакции его на поток инфракрасного излучения (селективного и неселективного) существующие газоанализаторы этого типа делятся на несколько групп и имеют различные наименования. Наибольшее распространение имеют газоанализаторы, в которых используется селективный оптикоакустический лучеприемник.

На рис. 21-5-1, а схематично показан оптико-акустический лучеприемник 1, в котором находится газ, способный поглощать инфракрасные лучи. Окно 2 этого лучеприемника выполнено из материала, пропускающего инфракрасное излучение. Через это окно поступает поток инфракрасного излучения от источника 3, прерываемый с определенной частотой обтюратором 4, приводимым в действие

синхронным двигателем 5. Вследствие этого газ будет периодически нагреваться за счет поглощения энергии и охлаждаться и в замкнутом объеме лучеприемника возникнут периодические колебания температуры, вызывающие периодические колебания давления газа (рис. 21-5-1, б).

Оптический газоанализатор принцип действия

Рис. 21-5-1. Схема оптико-акустического лучеприемника.

Колебания давления могут быть преобразованы конденсаторным микрофоном 6 в электрический выходной сигнал, который можно измерить. Описанное оптико-акустическое явление известно как явление Тиндаля-Рентгена, которое ими наблюдалось при звуковых частотах модуляции излучения.

Рассмотренный лучеприемник, заполненный данным газом, является селективным (избирательным), так как процесс поглощения модулированного инфракрасного излучения и связанные с ним периодические колебания температуры и давления возникают Оптический газоанализатор принцип действиятолько при определенных длинах волн, соответствующих Оптический газоанализатор принцип действияспектру поглощения газа, находящегося в лучеприемнике (рис. 21-5-2).

Оптический газоанализатор принцип действия

Рис. 21-5-2. Спектры поглощения Оптический газоанализатор принцип действияв инфракрасной области.

Предположим, что перед оптико-акустическим лучеприемником установлена дополнительная (рабочая) камера с двумя окнами из материала, пропускающего инфракрасное излучение. Если через эту камеру пропускать газовую смесь, содержащую также и анализируемый газ, которым наполнен лучеприемник, то при прохождении потока инфракрасного излучения часть его поглотится газом, находящимся в рабочей камере. Поэтому в лучеприемник будет поступать ослабленный поток излучения, степень ослабления которого будет зависеть от концентрации определяемого компонента в газовой смеси. Это приводит к изменению амплитуды

колебаний температуры и давления в замкнутом объеме лучеприемника. Таким образом, амплитуда будет определять концентрацию определяемого компонента в газовой смеси, пропускаемой через рабочую камеру.

Необходимо отметить, что наличие в анализируемой сложной газовой смеси неопределяемых компонентов, спектры поглощения которых могут частично перекрывать спектр поглощения определяемого компонента (например, наличие Оптический газоанализатор принцип действияи Оптический газоанализатор принцип действияпри определении Оптический газоанализатор принцип действияв газовой смеси), приведет к увеличению погрешности измерения. Это обусловливается тем, что в данном случае степень ослабления потока инфракрасного излучения в рабочей камере будет определяться и концентрацией мешающих неопределяемых компонентов. Значение погрешности измерения будет зависеть от соотношения удельных коэффициентов (показателей) поглощения определяемого и неопределяемого компонентов, от выбранной схемы и конструкции газоанализатора, а также от концентрации неопределяемого мешающего компонента. Для уменьшения влияния неопределяемых компонентов на точность измерения в оптическом канале газоанализатора устанавливают фильтровую камеру, наполняемую неопределяемыми мешающими компонентами в смеси с газом, не поглощающим инфракрасное излучение в требуемой пропорции.

Рассмотренная одноканальная оптическая схема газоанализатора, состоящая из источника инфракрасного излучения, обтюратора, рабочей камеры и лучеприемника, не может обеспечить необходимую точность измерения. Для повышения точности измерения в большинстве отечественных и зарубежных газоанализаторов применяют двухканальную (дифференциальную) оптическую схему.

Читать также:  Для чего используют физраствор

Первые типы газоанализаторов, использующие оптико-акустическое явление Тиндаля-Рентгена, были созданы в СССР М. Л. Вейнгеровым. Они работали на звуковых частотах модуляции инфракрасного излучения и поэтому получили наименование оптико-акустических газоанализаторов. Выпускаемые же в настоящее время газоанализаторы этого типа работают с частотой модуляции 5—6 Гц, но наименование их осталось прежним.

Рассмотрим принципиальную схему оптико-акустического газоанализатора с газовой компенсацией, показанную на рис. 21-5-3, широко применяемого для определения Оптический газоанализатор принцип действия(тип Оптический газоанализатор принцип действия) в сложных газовых смесях. Газоанализатор состоит из приемного преобразователя 1 и вторичного прибора 2, выполненного на базе автоматического уравновешенного моста типа МС (МСР) или КСМ2. Приемный преобразователь состоит из следующих элементов и узлов: 3 — излучателя из нихромовой проволоки; 4 — отражателя; 5 — обтюратора; 6 — синхронного двигателя, приводящего в действие обтюратор; 7 — фильтровых камер, заполненных неопределяемыми мешающими компонентами в смеси с газом, не поглощающим инфракрасное излучение в требуемой пропорции; 8 — рабочей камеры, через

которую протекает анализируемая газовая смесь; 9 — отражающей пластины; 10 — лучеприемника; 11 — лучеприемных камер, заполненных анализируемым компонентом или газовой смесью, содержащей измеряемый компонент и газ, не поглощающий инфракрасное излучение в определенной пропорции в зависимости от диапазона измерений; 12 — конденсаторного микрофона, предназначенного для преобразования колебания давления в лучеприемнике в электрический выходной сигнал; 13 — компенсационной камеры, заполненной газовой смесью, содержащей измеряемый компонент и газ, не поглощающий инфракрасное излучение в определенной пропорции в зависимости от диапазона измерений; 14 — поршня для изменения толщины поглощающего слоя газа (передняя плоскость поршня одновременно выполняет функции отражателя); 15 — усилителя со вспомогательным блоком питания; 16 — реверсивного двигателя, вал которого через редуктор может перемещать поршень;

17 — реохорда, включенного в мостовую измерительную схему вторичного прибора.

Окна фильтровых, рабочей, компенсационной и лучеприемных камер выполнены из синтетического корунда, пропускающего инфракрасное излучение. Для герметизации компенсационной камеры применен сильфон.

Оптический газоанализатор принцип действия

Рис. 21-5-3. Принципиальная схема оптико-акустического газоанализатора с газовой компенсацией.

Питание электрической схемы приемного преобразователя газоанализатора осуществляется от сети напряжением 127 или 220 В, частотой 50 Гц через стабилизатор 18.

Потоки инфракрасного излучения (показаны стрелками на рис. 21-5-3) от двух излучателей, одновременно прерываемые обтюратором, поступают в два оптических канала. В правом канале поток излучения проходит через фильтровую и рабочую камеры и ослабляется в фильтровой камере, а затем в рабочей пропорционально концентрации определяемого компонента в анализируемой газовой смеси. Ослабленный поток излучения поступает через отражатель в правую лучеприемную камеру. В левом сравнительном канале поток излучения проходит через фильтровую и

компенсационную камеры и, отражаясь в последней от передней плоскости поршня, поступает в левую лучеприемную камеру. В этом канале инфракрасное излучение ослабляется в фильтровой камере (на то же значение, что и в фильтровой камере правого канала), а затем в компенсационной камере пропорционально толщине слоя газа в ней.

При равенстве интенсивностей инфракрасного излучения в правой и левой лучеприемных камерах мембрана конденсаторного микрофона остается неподвижной. Периодическое нагревание и охлаждение газа хотя и вызывают в левой и правой лучеприемных камерах колебания давлений, но они возникают одновременно с обеих сторон мембраны и равны по амплитуде. Поэтому выходной сигиал конденсаторного микрофона практически равен нулю.

Если интенсивность поступающего инфракрасного излучения в правую лучеприемную камеру будет меньше, чем в левую, то и амплитуда периодического колебания давлений в правой лучеприемной камере будет меньше, чем в левой. При этом разность давлений, действующая на мембрану конденсаторного микрофона, будет тем больше, чем больше будет концентрация определяемого компонента в анализируемой газовой смеси. Амплитуда колебаний мембраны и связанное с ней изменение выходного сигнала пропорциональны разности давлений в лучеприемных камерах, а следовательно, и концентрации определяемого компонента в газовой смеси.

Выходной сигнал конденсаторного микрофона, пропорциональный амплитуде колебаний его мембраны, подается на вход усилителя. Вал реверсивного двигателя, управляемого усилителем, через редуктор и преобразовательное устройство перемещает поршень компенсационной камеры, заполненной определяемым компонентом, и изменяет тем самым толщину слоя газа в ней до тех пор, пока интенсивность поступающего инфракрасного излучения в левую лучеприемную камеру не будет равна интенсивности излучения, поступающего в правую лучеприемную камеру.

Положение поршня при его перемещении, а следовательно, и толщииу слоя газа можно определить по вспомогательной шкале, нанесенной на вращающийся циферблат, жестко соединенный с каркасом реохорда (шкала на рис. 21-5-3 не показана). Таким образом, в пределах диапазона измерения прибора каждому значению концентрации определяемого компонента в анализируемой газовой смеси соответствует определенная толщина слоя этого же компонента в компенсационной камере, а вместе с тем и сопротивление рабочего участка реохорда, измеряемое вторичным прибором.

В рассмотренном газоанализаторе с газовой компенсацией поглощение инфракрасного излучения в обоих оптических каналах имеет одинаковый спектрально-избирательный характер. Приборы с газовой компенсацией по сравнению с оптико-акустическими газоанализаторами с электрической и оптической компенсацией

обладают более высокой чувствительностью, равномерной шкалой и лучшими метрологическими характеристиками [89].

Пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов Оптический газоанализатор принцип действиясоставляют ±2,5% диапазона измерения.

Оптический газоанализатор принцип действия

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.

Как работает автоматический газоанализатор?

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.

Оптический газоанализатор принцип действия

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.

Оптический газоанализатор принцип действия

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.

Читать также:  Врезка в существующую сеть водопровода

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.

Оптический газоанализатор принцип действия

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.

Самые распространённые приборы

Наиболее распространёнными устройствами, входящими в состав трёх отмеченных групп, выделяются оптические и электрохимические модели. Их привлекательность обусловлена возможностью производства измерений в состоянии режима реального времени.

При этом технологически приборы поддерживают многокомпонентный анализ с возможностью сохранения результатов в микросхеме памяти.

Оптический газоанализатор принцип действия

Для промышленной сферы подобные устройства являются незаменимым оборудованием. Особенно там, где требуется постоянный контроль выбросов или анализ технологических процессов.

В таких случаях газоанализаторы нередко выступают как системы непрерывного мониторинга процесса промышленного производства, используются в исследованиях экологической обстановки. Для выбора под применение в бытовой среде газоанализаторы указанных типов тоже предпочтительны.

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.

Оптический газоанализатор принцип действия

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.

Обзор производителей газоанализаторов

Среди зарубежных компаний, чья продукция снискала популярность на отечественном рынке, выделяется немецкая компания Testo AG. Выпускает широчайший ассортимент контрольно-измерительной аппаратуры, включая газоанализаторы разного вида.

Компания существует больше полвека и за этот период времени научилась создавать действительно качественную, добротную во всех отношениях технику.

Конкретно по газовым анализаторам: фирмой Testo AG поставляются на рынок устройства, способные измерять, анализировать, выдавать характеристики различных дымовых газов, формируемых отопительным оборудованием.

Оптический газоанализатор принцип действия

Вполне достойный выбор газовых анализаторов обеспечивает также отечественная компания Политехформ-М. Это один из крупных производителей контрольно-измерительных приборов и аналитической техники. На базе предприятия действует собственная экспериментально-лабораторная база, чем обеспечивается удачная разработка современных устройств.

Ассортимент Политехформ-М представляют модели газовых сигнализаторов из серии «Сигнал» и «Сигма», включая многоканальные конструкции. Также предприятием выпускается серия детекторов «ДМГ» и прочее оборудование. Среди конкретных примеров можно отметить: «Сигнал-033», «Сигма 1М», «ДМГ-3».

Оптический газоанализатор принцип действия

Питерская компания Информаналитика разработала и выпускает серию устройств под маркой «Хоббит». Серия «Хоббит-Т» охватывает широкий диапазон веществ, с которыми приборы могут работать и выполнять анализ.

Оптический газоанализатор принцип действия

Практически все виды газов, используемых в промышленном производстве и бытовой сфере, подаются анализу с помощью прибора, разработанного компанией из Санкт-Петербурга. Правда, «Хоббит-Т» – оборудование, которое относится к разряду стационарных устройств. Этот фактор несколько ограничивает пользовательский выбор.

Ещё одна немецкая компания «Фёссен» через своё дочернее предприятие WITT поставляет быстрые, точные, многофункциональные газоанализаторы. Причём выбор для потребителя практически не ограничен по конструктивному исполнению приборов.

Оптический газоанализатор принцип действия

Ассортимент WITT наполнен стационарными и мобильными приборами, рассчитанными на производство выборочного или поточного контроля. Все виды газов доступно анализировать техникой WITT, а область возможного применения начинается с пищевой сферы и завершается металлургией.

Интересными для выбора отмечаются приборы компании Промэкоприбор. Относительно молодая российская фирма (2009 год) разрабатывает и продвигает на отечественном рынке современную аналитическую технику экологического назначения.

Оптический газоанализатор принцип действия

Примечательно, что выпускаемая компанией продукция полностью соответствует нормативной документации для отечественного применения. Список продуктов компании возглавляют приборы серии «Полар» и «Тест». Это переносные многокомпонентные анализаторы газа, предназначенные под системы контроля промышленных процессов.

Удобные в применении приборы бытового назначения поставляет в Россию итальянская компания Seitron s.r.l. На российском рынке итальянцы работают более 15 лет и за это время успели поставить более 450 наименований контрольно-измерительной аппаратуры.

Для бытовой сферы интерес может представлять, к примеру, разработка «Seitron RGDMETMP1» – сигнализатор загазованности природным газом, поставляемым магистральным газопроводом.

Оптический газоанализатор принцип действия

Это всего лишь один отдельно взятый пример итальянского оборудования. В целом же техника Seitron способна покрыть спрос в широком диапазоне потребностей. Здесь найдутся, к примеру, мобильные газоанализаторы режимной наладки газовых и твердотопливных котлов и стационарные сигнализаторы загазованности помещений.

Анализатор газа – электронный прибор, который всё чаще становится нужным аксессуаром для многих моментов современной жизни. Научно-технический прогресс дал людям множество полезных вещей и продуктов, но вместе с тем принёс массу вредных технологий производства и условий эксплуатации.

Выводы и полезное видео по теме

На примере мобильной модели можно понять принцип работы газового анализатора:

Точный анализ окружающей среды позволяет обезопасить природу, сделать чистыми места проживания людей. Анализаторы раскрывают полностью картину состояния окружающей атмосферы, дают возможность оценить обстановку и незамедлительно принимать меры, если есть отклонения от стандартизированных норм.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы и публикуйте фото. Расскажите о собственном опыте в использовании газоанализатора. Не исключено, что ваши рекомендации будут полезны посетителям сайта.

Анализ газовых сред является обязательным мероприятием в работе химических производств, а также на многих промышленных предприятиях. Такие исследования представляют собой процедуры по измерению того или иного компонента в газовой смеси.
Например, в горнодобывающих предприятиях знание характеристик воздуха в шахте является вопросом безопасности, а экологи, таким образом, определяют концентрацию вредных элементов.
Не так часто подобные анализы применяют в бытовых целях, но если такая задача и возникает, то так же можно использовать газоанализатор.
Это измерительное устройство, позволяющее определить состав газовой смеси.

Основные задачи газоанализаторов:
• 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);
• отдельно можно назвать контроль газов в воде и др. жидкостях.

Читать также:  Трехфазный щиток схема подключения

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.

Оптический газоанализатор принцип действияПереносные 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 этих случаях незаменимыми становятся переносные газоанализаторы (портативные газоанализаторы)!

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.

Область применение переносных газоанализаторов:
• В замкнутых сосудах и помещениях (тоннелях, колодцах, дымоходах, трубопроводах и т.д.);
• На заводах по добыче и переработке различных нефтепродуктов;
• На водоотстойниках, фекальных и фильтрационных насосных станциях;
• В автопромышленности;
• В химических лабораториях и других производственных процессах, связанных с выделением различных загрязняющих веществ;
• Помимо вышеуказанного назначения, портативные газоанализаторы служат для калибровки и поверки стационарных газоанализаторов.

Достоинства портативных газоанализаторов:
• Низкая стоимость;
• Мобильность;
• Простота эксплуатации;
• Большой спектр определяемых газов и загрязняющих веществ;
• Высокая чувствительность сенсоров, что позволяет определять даже самые малые доли вредных веществ;
• Возможность подключать электрохимические, термокаталитические или оптические сенсоры;
• Большой модельный ряд;
• Быстродействие микропроцессорного блока;
• Моментальное определение наличия взрывоопасных паров;
• Могут выступать в качестве калибровочного устройства для стационарных газоанализаторов;
• Компактные размеры и легкий вес;
• Производят замеры как качественного, так и количественного состава воздушной или газовой смеси;
• Позволяют одновременно контролировать содержание в воздухе рабочей зоны до нескольких газов;
• Возможность настраивать и программировать пороги срабатывания устройства;
• Наличие интерфейсов (ИК, Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet и т.д.) для соединения с компьютером или принтером;
• Наличие памяти, для записи результатов, время и даты замеров.

Оптический газоанализатор принцип действияСтационарные газоанализаторы – предназначены для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях, на нефтеперерабатывающих и газодобывающих предприятиях и других производствах.

Это эффективные и высокоточные приборы, которые имеют соответствующую степень защиты, обладают высокой надежностью и способны дооборудоваться системой автоматики для удаления ядовитых, токсичных и горючих газов с различных помещений!

Стационарные газоанализаторы применяются в тех случаях, когда необходимо производить постоянные и достаточно частые периодические измерения концентрации загрязняющих веществ и кислорода в промышленной зоне для поддержания необходимого уровня и для организации технологического контроля за производственными процессами.

Область применения стационарных газоанализаторов:
• Котельных;
• Холодильных установках;
• Помещениях ГРП (газораспределительные пункты);
• Рабочих зонах промышленных предприятий;
• Лабораториях;
• Дизельных и турбинных установках;
• Канализационных системах;
• Печах обжига и т.д.

Основные достоинства стационарных газоанализаторов:
• Надежность;
• Приемлемая цена;
• Высокая точность измерений;
• Возможность контролировать сразу несколько газов;
• Длительный срок эксплуатации;
• Возможность оборудовать помещение автоматической системой вытяжной вентиляции;
• Дистанционный контроль состава воздушной смеси;
• Высокая степень защиты устройства.

Несмотря на множество конструкционных вариаций прибора, существует набор базовых компонентов, которые присутствуют в каждой модели. В первую очередь это корпус, в который заключены все рабочие элементы газоанализатора.
Дело в том, что такие аппараты требуют высокой степени защиты, поэтому к внешней оболочке следует предъявлять серьезные требования.
Практически каждый прибор требует питания энергией – соответственно, аккумулятор также можно рассматривать как обязательную часть устройства.
Далее стоит перейти к более ответственному компоненту. Это первичный преобразователь, то есть датчик газоанализатора или чувствительный элемент, обеспечивающий непосредственные данные для измерения.
Надо сказать, что существует несколько видов таких сенсоров, в том числе термокаталитические, инфракрасные и электрохимические, оптические. Задача данного элемента заключается в преобразовании искомого компонента газового состава в электрический сигнал.

После этого в работу вступает измерительно-показывающее устройство, которое обрабатывает данный сигнал и демонстрирует его показатели в виде индикации или отображения на дисплее.
Принцип действия термохимического (термокаталитического) сенсора основан на прямой зависимости тепла, получаемого при сгорании детектируемого газа, от величины концентрации этого газа.
В электрохимических сенсорах проверяемый компонент взаимодействует с чувствительным слоем непосредственно на электроде или в слое раствора проводящего электролита около него.

Электрохимическая ячейка (ЭХЯ), как правило, имеет два или три электрода для совершения электрохимической реакции.

Электрохимические датчики обладают следующими преимуществами, при сравнении их с обычным аналитическим оборудованием:
– малые габаритные размеры;
– высокая селективность;
– удобство использования;
– простота конструкции;
– высокая надёжность;
– значительный ресурс работы;
– относительно низкая стоимость.

Различают следующие электрохимические сенсоры:
кулонометрические, потенциометрические, амперометрические (вольтамперометрия), кондуктометрические.

Оптические сенсоры фиксируют изменение оптической плотности исследуемой газовой смеси при определенной длине волны.
Различают следующие оптические датчики: спектрофотометрические, люминесцентные.

Поверка газоанализаторов
Все газоанализаторы, в соответствии с законом периодически подвергается поверке или калибровке. Поверка производится один раз в год, периодичность калибровки устанавливается владельцем газоанализатора.

При проведении поверки выполняются следующие операции:
♦ Внешний осмотр
♦ Определение электрического сопротивления изоляции, проверка герметичности газовой системы
♦ Определение метрологических характеристик.
♦ Определение основной приведенной погрешности газоанализатора.
♦ Проверка сигнализации о диапазоне измерений по унифицированному выходному сигналу

К сожалению, невозможно создать один универсальный газоанализатор, с помощью которого можно бы было решать все задачи газового анализа, по той причине, что ни один из известных методов не позволяет с одинаковой точностью производить измерения в максимально широком диапазоне концентраций.
Контроль разных газов, в разных диапазонах концентраций, производится разными методами и способами. Поэтому производителями конструируются и выпускаются приборы для решения конкретных задач измерения.

Подводя итоги нужно сказать, что 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.

Благодарим Вас за прочтение данной статьи.
А так же сообщаем, что в нашем интернет-магазине Вы можете приобрести газоанализатор любого типа по выгодной цене, а специалисты нашей компании ответят на все интересующие Вас вопросы и помогут подобрать прибор, удовлетворяющий Вашим требованиям как по техническим так и по ценовым характеристикам.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector