Тип газоанализатора по способу подачи пробы газа

Газоанализатор — что это такое?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Классификация по функциональным возможностям

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

Классификация по конструктивному исполнению

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

Классификация по количеству измеряемых веществ

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

Классификация по количеству каналов измерения

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

Классификация по назначению

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

Источник

Газоанализаторы и их разновидности

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

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

Сферы применения сигнализаторов загазованности

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

Различные модели оборудования предназначены для выполнения следующих функций:

• выявления разгерметизации газовых и вакуумных установок;

• определения параметров процесса горения в котлах ТЭЦ;

• наполнения дайверских баллонов дыхательной смесью;

• контроля состояния воздушной среды на участках проведения работ с использованием открытого огня, в подвалах, колодцах, коллекторах и других помещениях с недостаточной вентиляцией;

• обеспечения безопасности персонала на борту судов, самолетов, в шахтах, в цехах и других помещениях с повышенной опасностью взрыва и/или возгорания;

• обнаружения очагов возгорания и задымления в помещениях;

• контроля состояния двигателей внутреннего сгорания на транспорте и определения концентрации токсичных веществ в выхлопах и т. д.

Принцип действия

В каталогах газоанализаторы представлены моделями нескольких типов.

Они различаются между собой принципом действия:

• термокондуктометрические – работают на основе зависимости теплопроводности газовой или воздушной смеси от ее состава. Приборы избирательные, высокочувствительные;

• термохимические – в корпусе прибора установлен катализатор, на котором окисляется определяемый компонент или протекает другая реакция с его участием. Концентрация определяется по тепловому эффекту процесса;

• магнитные – предназначены для определения содержания кислорода. Принцип действия устройств основан на зависимости магнитной восприимчивости смеси от концентрации О2;

• пневматические – определяют плотность и вязкость газовой смеси, которая зависит от качественного и количественного состава;

• инфракрасные – анализируют степень поглощения ИК-лучей разными компонентами газовой смеси. Оборудование высоко избирательное в отношении соединений, молекулы которых состоят из двух и больше атомов, поэтому широко применяется в лабораторных условиях;

• ультрафиолетовые – генерируют излучение в диапазоне 200-450 нм. Приборы эффективны для определения концентрации одноатомных газов;

• люминесцентные – работают на основе явления люминесценции, которое происходит в результате химической реакции определяемого компонента с реагентом;

• фотоколориметрические – измеряют интенсивность окрашивания веществ, полученных в результате реакции между специфичным реагентом и определяемым компонентом. Особенность газоанализаторов этого вида заключается в разных агрегатных состояниях реагента. Процесс может протекать в жидкой фазе или на твердом носителе: таблетке, ленте и т. д.;

• электрохимические – измеряют электрохимические характеристики анализируемой смеси. Приборы имеют невысокую избирательность;

• ионизационные – определяют электрическую проводимость среды, которая зависит от вида, количества, подвижности ионов разных компонентов.

Типы газоанализаторов

По форм-фактору различают следующие виды газоанализаторов:

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

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

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

Как выбрать газоанализатор

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

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

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

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

Источник

Классификация газоанализаторов

Газоанализаторами называют измерительные приборы для анализа состава и свойств веществ, а также газовых смесей в химико-технологических процессах.

К большому сожалению, создать один универсальный газоаналитический прибор для решения задач газового анализа невозможно. Контроль различных газов во множестве диапазонов измерений концентраций веществ производится исключительно разными способами и методами измерений. Поэтому данные приборы изготавливаются серийно или индивидуально под свою аналитическую задачу для каждого конкретного случая.

В зависимости от назначения и выполняемых задач газоанализаторы можно подразделить на несколько основных групп:
— газоанализаторы горения для наладки и контроля печей, котлов и топливосжигающих установок;
— газоанализаторы по определению параметров и контроля воздуха рабочей зоны (приборы безопасности);
— газоанализаторы для контроля выбросов в атмосферу (экология) и различных технологических процессов;
— приборы по контролю выхлопных газов различных двигателей внутреннего сгорания (ДВС);
— анализаторы для анализа газов в воде и других жидкостях.

По конструктивному исполнению и особенностям газоанализаторы подразделяются на следующие типы:
— портативные (персональные и индивидуальные);
— переносные;
— стационарные.

Характерными особенностями переносных и портативных газоанализаторов принято считать небольшие массогабаритные показатели, что позволяет их применять практически на любом рабочем месте. Портативные и переносные приборы газового анализа, как правило, имеют цифровую индикацию результатов измерения, а также светозвуковую сигнализацию о превышении порогов опасных концентраций газов. Основным и важным назначением переносных газоанализаторов для контроля параметров воздуха рабочей зоны принято считать обследование замкнутого пространства и подземных объектов на предмет дефицита кислорода, наличия токсичных веществ и горючих газов, например, при оформлении допуска рабочих для осуществления работ. Для контроля опасных факторов непосредственно в самом месте нахождения человека используются индивидуальные (персональные) приборы, необходимые для рабочего персонала при выполнении различных работ на потенциально опасных территориях или в помещениях.

Для газоанализаторов стационарного типа масса и габариты, как правило, не важны и не являются критичными, зато к ним предъявляются высокие требования к стабильности показаний и надёжности работы. Стационарные приборы могут быть оснащены средствами сигнализации о превышении пороговых значений концентрации, интерфейсом для передачи данных на компьютер, а также средствами выключения либо включения исполнительных устройств, например, с помощью блоков реле из состава газоанализаторов.

Как переносные и портативные, так и стационарные газоанализаторы могут иметь общепромышленное, взрывобезопасное исполнения с различными типами взрывозащиты, а также широкий спектр степени герметичности, защиты от воздействия атмосферы, влаги и пыли (IP).

По выполняемым функциям приборы газового анализа делятся на следующие типы:
— индикаторы, течеискатели;
— сигнализаторы и газосигнализаторы;
— газоанализаторы.

Индикаторы газа дают лишь качественную оценку газовой смеси о наличии в ней контролируемого компонента. Они работают по принципу «много-мало». В большинстве случаев индикаторы – это портативные приборы, отображающие информацию при помощи линейки точечных светодиодов. Например, при большом количестве контролируемого вещества светится вся линейка диодов. Течеискатели, как правило, горючих газов, фреона и других хладагентов имеют в составе пробоотборник или зонд. Как правило, эти устройства показывают себя как простые в эксплуатации, удобные в применении и надежные приборы. В то же время, портативные течеискатели представляют собой сигнализаторы для профессионального использования, имея высокую чувствительность и избирательнось.

Сигнализаторы загазованности (газосигнализаторы) позволяют весьма приблизительно оценить концентрацию контролируемых веществ, имея при этом один или несколько порогов срабатывания сигнализации. Как правило, неотъемлемой частью стационарного сигнализатора либо газосигнализатора является блок реле или блок коммутации, которые служат для коммутации внешних устройств, в том числе принудительной вентиляции, при достижении порогов срабатывания.

По функциональным возможностям газоанализаторы представляют вершину эволюции в области газового анализа. Они могут давать не только количественную оценку концентрации измеряемого вещества с цифровой индикацией показаний, но и снабжаются по желанию потребителя различным вспомогательным функционалом.

По количеству измеряемых компонентов газоанализаторы классифицируются следующим образом:
— однокомпонентные;
— многокомпонентные.

Однокомпонентные газоанализаторы – это, как правило, простые приборы, которые комплектуются одним датчиком или сенсором и рассчитаны для измерений концентрации только одного вещества. Газоанализаторы на один компонент могут иметь портативное, переносное либо стационарное исполнение конструкции.

Многокомпонентные газоанализаторы применяются для измерения и контроля одновременно нескольких разных веществ. В таких мультигазовых анализаторах обычно используются отличные друг от друга типы сенсоров или электрохимические ячейки. В зависимости от количества и типа установленных чувствительных элементов многокомпонентный газоанализатор способен индицировать на экране цифрового дисплея свои показания от 1 до 6 газов одновременно.

По количеству датчиков или каналов измерения газоанализаторы подразделяются:
— одноканальные;
— многоканальные.

Одноканальные газоанализаторы – это приборы, предназначенные для контроля концентрации одного определённого вещества и имеющие один датчик или один измерительный канал, либо одну точку для отбора пробы. Выделяют стационарные моноблочные одноканальные газоанализаторы, объединяющие в одном корпусе измерительный сенсор, электронный преобразователь, а также световые либо цифровые индикаторы; стационарные одноканальные приборы с информационным пультом и одним выносным датчиком либо измерительным преобразователем на конкретный газ. Одноканальные газоанализаторы стационарного типа могут работать как автономно, так и в составе измерительной газоаналитической системы, которая объединяет необходимое количество газоанализаторов. Коме того, одноканальными газоанализаторами могут быть и компактные переносные приборы, в том числе персональные (индивидуальные).

Многоканальные газоанализаторы – это приборы для одновременного контроля до 16 и больше каналов измерения. В одном таком газоанализаторе допускается сочетание каналов измерения разных газов в произвольном наборе. В случае газоанализаторов с измерительными датчиками проточного типа проблему многоточечного контроля можно решить при помощи вспомогательных устройств специального типа: газовых распределителей, обеспечивающих поочередную подачу пробы к датчику из нескольких точек пробоотбора.

Надеемся, что предложенный материал поможет специалистам и инженерам КИП быстрее и точно сориентироваться в сложном мире газоанализаторов.

Источник