Газоанализатор – это прибор для измерения содержания в воздухе различных газов, а также состава газовоздушных и многокомпонентных газовых смесей. Он получил применение в разных областях, так как позволяет точно оценивать концентрации газообразных веществ. В статье рассмотрим подробно устройство и принцип работы газоанализатора, виды данных контрольно-измерительных приборов и их особенности.
Как устроен газоанализатор?
Устройство газоанализатора определяется его типом и принципом, на котором основывается функционирование. Но обычно в конструкции следующие элементы:
- Корпус. Это внешняя оболочка, защищающая важные компоненты аппарата от воды и влажности, от механических воздействий. На корпусе располагается панель управления с кнопками.
- Источник питания. Это либо кабель с вилкой для подключения к электросети, либо аккумуляторная батарея.
- Устройство, выполняющее взятие проб. Оно отбирает порции газовых смесей, а также очищает их для достижения показателей, необходимых для измерений.
- Приёмник. Он формирует сигналы с учётом вида анализируемого газа.
Среди других элементов датчики загазованности, распознающие один газ либо несколько, аналитический механизм для обработки направляемых датчиками сигналов и расчёта точных концентраций, а также система хранения данных – встроенная карта памяти, куда направляется получаемая информация.
Как работает газоанализатор, для чего нужен?
Газоанализ – это процесс изучения текущего состава газовой среды. Газоанализатор предназначен как раз для проведения таких исследований. Без него точный газоанализ невозможен.
Что делает газоанализатор? Он предназначен для качественного и количественного анализа газов. То есть основное назначение газоанализатора заключается в определении не только фактического химического состава исследуемой среды, но объёма, содержания каждого отдельного компонента.
Прибор газоанализатор – для чего предназначен? Он предупреждает возникновение аварийных и чрезвычайных ситуаций, которые могут провоцироваться утечками взрывоопасных, токсичных газообразных веществ. Также устройство обеспечивает точный контроль качества воздуха на промышленных и производственных объектах, где вероятны выбросы.
Принцип действия газоанализатора основан на создании сенсором или датчиком сигнала напряжения, который пропорционален концентрации измеряемого вещества в исследуемой среде. Этот сигнал поступает в блок обработки данных, где оцифровывается и ретранслируется – выводится на дисплей.
Процесс измерения обычно включает этапы: отбор пробы пробоотборником из атмосферного воздуха или особого источника, например, аппарата Киппа или склянки-газометра, обнаружение вещества путём реакции сенсора на него, обработку полученной информации и её интерпретацию (перевод в понятный формат).
Принцип работы газового анализатора может базироваться на физических аналитических методах или физико-химических. Последние – это использование вспомогательных процессов (электрохимических, термокаталитических и других) для выяснения массовых концентраций по значениям теплового эффекта, электропроводимости или других параметров. Для реализации таких способов применяются определённые химические реакции. А физический анализ – это определение спектров испускания и поглощения, оптической плотности газовых смесей, их теплопроводности. При этом никакие химические реакции не запускаются.
Типы газоанализаторов и принцип их действия
Устройства различаются по функционалу, принципам работы, конструкции. Далее рассмотрим виды газоанализаторов и их принцип действия. По функциям и решаемым задачам приборы делятся на:
- Индикаторы. Они определяют уровни конкретных составляющих газовой среды. Обычно это портативные приборы.
- Сигнализаторы. Эти аппараты стационарные, они анализируют среду непрерывно и при превышении содержания определённых веществ подают информацию на пульт управления в диспетчерской либо издают акустические, световые сигналы.
- Течеискатели. Это мобильные приборы, обнаруживающие утечки газы через трубы, запорную арматуру и другие зоны. Течеискатели определяют источник течи, место повреждения газопровода или газового оборудования.
По принципу функционирования газовые анализаторы делятся на:
- Пневматические. Работают на основе зависимости состава газовых смесей от их вязкости и плотности.
- Термокондуктометрические. Устанавливают степень проводимости средой тепла.
- Магнитные (термомагнитные). Анализируют магнитные свойства газов, в частности, кислорода, обладающего наибольшей восприимчивостью.
- Инфракрасные. Их ИК-лучи входят в изучаемую среду, а датчики устанавливают степень поглощения излучения.
- Ультрафиолетовые. По принципу они схожи с предыдущими устройствами и тоже выявляют интенсивность поглощения лучей молекулами среды, но имеют отличающийся диапазон излучений.
- Ионизационные. Их функция – проверка электрической проводимости ионизированных газов. Показатели зависят от присутствия и содержания примесей, которые улавливаются анализатором и измеряются в процентах.
- Люминесцентные. Исследуют люминесцирующие свойства веществ, зависящие от конкретных концентраций примесей.
- Фотоколориметрические. Определяют изменения оттенков паров и газов в ходе их связи, взаимодействия с измеряемым компонентом.
- Термохимические. Оценивают тепловой эффект, возникающий при каталитическом окислении, то есть горении составляющей газовой смеси.
- Электрохимические. Контролируют массовые концентрации газообразных соединений по электропроводности электролита, поглощённого газом.
- Оптические газоанализаторы – это аппараты, которые оценивают спектры испускания/поглощения газовоздушных сред, их оптическую плотность.
По конструктивному исполнению выделяют следующие типы газоанализаторов:
- Стационарные. Они монтируются на конкретном участке, подключаются к электросети.
- Переносные, они же мобильные. Они функционируют от аккумуляторов, могут перемещаться с объекта на объект.
- Портативные. Их отличают компактность и малый вес, поэтому пользователи могут всегда носить с собой эти устройства.
В зависимости от количества измеряемых газов анализаторы бывают однокомпонентными, двухкомпонентными. Первые работают с единственным газовым веществом, а вторые – с разными.
Устройства различаются по количеству каналов. Одноканальные имеют единственный контролирующий датчик, а многоканальные – несколько (они анализируют разные компоненты смесей).
На объекте может эксплуатироваться целая система газоанализаторов, состоящая из нескольких устройств разных видов.
Применение газоанализаторов
Что измеряет газоанализатор, для чего применяется? Он способен улавливать и анализировать различные газы: горючие (пропан, водород, метан), токсичные (хлор, сероводород, монооксид углерода), инертные (аргон, азот), кислород, а также органические летучие соединения.
Зачем нужен газоанализатор? Он может применяться в следующих сферах:
- химическая промышленность – изготовление лакокрасочных покрытий, пластиков, удобрений, другой продукции;
- теплоэнергетика, энергетика – контроль вероятных утечек на ТЭС (теплоэлектростанциях), котельных, ТЭЦ (теплоэлектроцентралях), в зонах эксплуатации котлов и промышленных печей;
- нефтегазовый сектор – магистральные газопроводы, нефтеперерабатывающие предприятия, буровые платформы на местах добычи природного газа;
- пищевые производства – изготовление молочной, хлебобулочной, мясной продукции;
- металлургия – мониторинг безопасности эксплуатации плавильных агрегатов, доменных печей, других установок;
- сельское, фермерское хозяйство – контроль условий содержания птиц и животных, выращивания и хранения культур на элеваторах, в зернохранилищах, в парниках, теплицах, на фермах, птицефабриках, в животноводческих комплексах;
- транспортная отрасль – контроль безопасности функционирования узлов, механизмов автомобилей, автобусов и троллейбусов, воздушного транспорта;
- логистика, складская деятельность – исследование микроклимата на химических складах, в хранилищах горюче-смазочных или других потенциально опасных материалов;
- медицина – мониторинг состава, свойств воздуха в операционных блоках и палатах, анализ дыхания больных;
- научно-исследовательская, лабораторная деятельность – проведение анализов в лабораториях, изучение показателей атмосферы;
- охрана окружающей среды, экологическая безопасность – контроль реального качества воздуха в разных местностях, оценка объёмов промышленных или других выбросов.
Заключение
Вы узнали, что показывает газоанализатор, как выглядит, как работает анализатор газа. Эта информация поможет подобрать прибор, подходящий для решения конкретных задач. А заказать сертифицированное, высокоточное лабораторное оборудование для разных целей можно в интернет-магазине «Пять Капель».
