Принцип работы газового анализатора и обзор марок

Дата размещения

Газоанализатор – прибор, служащий для определения одного или нескольких компонентов в составе газовой смеси. Устройство позволяет отслеживать загазованность рабочих мест, присутствие опасных токсинов и наличие утечек летучих веществ в трубопроводе.

Каждый прибор ориентирован на измерение концентрации определенных компонентов в смеси. Бытовой газоанализатор имеет небольшие размеры и предназначен для использования в жилых помещениях и офисах. С нашими рекомендациями вы сможете выбрать наиболее подходящую для себя модель.

Принцип работы

По принципу действия приборы бывают:

Основным принципом работы ручного газоанализатора является поглощение газовой среды различными реагентами.

Во время работы прибора осуществляются следующие операции: забор и определение объема пробы при атмосферном давлении, выделение из смеси нужного компонента, измерение объема изменившейся пробы.

Данный тип устройства информирует только о промежуточном состоянии процесса. Он имеет высокую точность определения и больше ориентирован для использования в лабораториях.

Автоматические приборы выполняют анализ с помощью метода определения физико-химических характеристик всей смеси или ее компонентов. Устройства записывают результат измерения, и в случае опасности дают оповещающий сигнал и необходимую команду действия. В настоящее время они получили большую популярность.

ТОП-5 лучших газоанализаторов

Мы составили рейтинг лучших газоанализаторов, в него вошли следующие модели:

• Testo 320;
• ОКА-92МТ;
• Мегеон 08086;
• RIDGID CD-100 micro 36163;
• Лидер Т.

Testo 320

Многофункциональное устройство для определения дымовых газов. Прибор имеет цветной дисплей для отображения итогов измерения. Управление осуществляется с помощью меню с четкой структурой. Корпус выполнен из высококачественных материалов и отличается эргономичным дизайном. Газоанализатор оснащен сенсором О2. Устройство определяет параметры СО2 окружающей среды, КПД и одновременно измеряет тягу и давление. Аппарат наделен системой самодиагностики и имеет большую встроенную память. В комплект входят аккумулятор и протокол калибровки.

Размеры	240 x 85 x 65 мм
Рабочая температура	от -5 до +45 градусов
Дисплей	графический цветной
Источник питания	перезаряжаемый аккумулятор
Вес	573 г
Память	500 изм. блоков

Стоимость: от 40000 до 60000 рублей.

Выдали устройство на работе, проходил с ним около года. Работает исправно, определяет даже самые незначительные утечки. Единственным минусом оказалось то, что он долго включается (1-2 минуты). В ремонте за все время не был ни разу! Рекомендую!

ОКА-92МТ

Переносное устройство ориентировано на определение природного, сжиженного и угарного газов в воздухе рабочей зоны. Принцип действия газоанализатора основано на преобразовании измеряемых концентраций в электрические параметры датчиков. Типы сенсоров определяются веществами, подлежащими контролю. Прибор способен работать при отрицательных температурах. Аппарат имеет встроенные звуковую и световую сигнализации. Изготавливается ОКА-92МТ с числом каналов от 3 до 16 штук.

Рабочая температура	от -40 до +50 градусов
Количество каналов	3-6 штук
Дисплей	графический ч/б
Питание	аккумуляторная батарея
Память	энергозависимая
Габариты	140 x 65 x 25 мм
Масса	200-1500 г

Примерная цена: 43000 рублей.

Отличное устройство, советую. Показывает содержание опасного газа в помещении. Заявлен производителем достаточно большой срок службы. В использовании удобен и имеет понятное меню управления.

Мегеон 08086

Детектор присутствия формальдегида благодаря электрохимическому датчику. Устройство имеет высокую точность определения, быстрое действие и стабильность показаний. Оповещение в случае превышения токсичных веществ осуществляется с помощью светового и звукового сигналов. Цифровой дисплей показывает текущее и максимально допустимое значения. Присутствует функция отображения заряда батареи, параметры датчика, сигнала тревоги. Продолжительность непрерывной работы на полностью заряженном аккумуляторе составляет около 50 часов.

Температура	от -10 до +50 градусов
Источник питания	аккумулятор литиевый
Дисплей	LCD c подсветкой
Размеры	178 x 65 x 30 мм
Масса	170 г

Цена: от 30500 до 4200 рублей.

Очень чувствительный прибор! Хорошо определяет все нужные показатели. Работает довольно долго, заряжаю каждые 3-4 дня. Огромным плюсом является небольшой вес, благодаря которому удобно транспортировать.

RIDGID CD-100 micro 36163

Детектор горючих газов с регулируемой чувствительностью, благодаря которой возможно обнаружение опасных веществ за минимальный промежуток времени. Прибор имеет трехрежимную сигнализацию, с помощью которой предупреждает оператора визуальным, звуковым или вибрационным сигналами. Они настраиваются исходя из имеющихся условий. Аппарат оснащен гибким зондом, легко проникающим в самые труднодоступные места.

Температура	от -10 до +60 градусов
Источник питания	4 батарейки АА
Дисплей	графический
Габариты	180 x 70 x 30 мм
Масса	450 г

Средний ценник: 13500 рублей.

Отличный прибор для измерения содержания газов. Датчик легко снимается и его можно самому заменить в случае поломки, не надо нести полностью прибор в ремонт. В управлении удобен, имеет всего пять кнопок. Приобретением доволен.

Лидер Т

Переносной газоанализатор ориентированный на поиск утечек природного и сжиженного газов с помощью гибкого выносного металлизированного зонда. Дисплей отображает значение измеряемого компонента. Работает прибор при температуре от -40 до +50 градусов по Цельсию. Устройство оснащено функцией самодиагностики полупроводникового датчика. ЖК SNT-дисплей имеет высокое разрешение.

Температура работы	от -40 до +50 градусов
Дисплей	цветной
Питание	литиевая батарея
Вес	300 г
Размеры	170 x 77 x 33 мм

Цена: от 20000 до 25200 рублей.

Работаю с данной моделью недавно, чуть больше месяца. Недостатков за это время не обнаружил. Устройство просто в обслуживании. Имеет удобный гибкий шланг для работы в узких местах. Рекомендую к покупке!

Сравнение моделей

Для удобства выбора мы составили сводную таблицу с характеристиками выше рассмотренных моделей газоанализаторов.

Модель	Габариты	Вес	Источник питания	Дисплей	Температура
Testo 320	240 x 85 x 65 мм	573 г	перезаряжаемый аккумулятор	цветной	от -5 до +45 градусов
ОКА-92МТ	140 x 65 x 25 мм	200- 1500 г	аккумуляторная батарея	ч/б	от -40 до +50 градусов
Мегеон 08086	178 x 65 x 30 мм	170 г	аккумулятор литиевый	LCD c подсветкой	от -10 до +50 градусов
RIDGID CD-100 micro 36163	180 x 70 x 30 мм	450 г	4 батарейки АА	графический	от -10 до +60 градусов
Лидер Т	170 x 77 x 33 мм	300 г	литиевая батарея	цветной	от -40 до +50 градусов

Списки лучших

Предлагаем ознакомится с лучшими представителями в следующих категориях:

• бюджетный;
• определения большинства газов;
• определение утечки хладагента.

Лучшая цена

Победителем стал детектор угарного газа ДАДЖЕТ MT8056. На дисплее отображаются текущие значения содержания вещества. Прибор обладает функцией записи истории измерений. С помощью звукового сигнала происходит оповещение людей в случае превышения допустимого максимума. Газоанализатор крепится на стену помещения. Благодаря компактным размерам он не привлекает внимание.

Средняя стоимость: 3000 рублей.

Определения большинства газов

Газоанализатор Элан Плюс с электрохимическим принципом действия способен определить содержание доли кислорода, углерода, концентрацию метана, пропана, гексана, оксида углерода, аммиака, хлора, озона, серы. Прибор получил возможность одновременного измерения восьми компонентов. Большой дисплей отображает на одной странице до 4 веществ. Устройство непрерывно работает около шести часов.

Цена: от 40000 до 55000 рублей.

Определение утечки хладагента

Датчик Energo M139 предназначен для непрерывного анализа концентрации хладагента в окружающей среде. Детектор предназначен для обнаружения самых распространенных видов фреона: R11, R22, R113, R134, R409A, R410A, R143. Работает газоанализатор при диапазоне температур от -10 до +50 градусов. Приблизительный срок службы пять лет. Прибор просто монтируется и удобен в эксплуатации. Главной отличительной чертой модели является стабильность работы и высокая чувствительность.

Приблизительный ценник: 7500 рублей.

Советы по выбору

Выбрать хороший прибор будет легче, если учитывать несколько параметров:

• Измеряемые параметры и их диапазон. Зависит от области применения прибора.
• Тип. Газоанализаторы бывают переносные и стационарные. 
• Экономический фактор. Следует помнить о тратах на эксплуатацию.
• Сертификация. Необходимо запросить у продавцов сертификаты и свидетельства на данные устройства. Все параметры должны соответствовать определенным стандартам и требованиям. 

5 лучших газоанализаторов

Место

Наименование

Характеристика в рейтинге

Топ-5 лучших газоанализаторов

Газоанализаторы представляют собой приборы, с помощью которых проводится анализ смеси газа с выявлением преобладающего в нем вещества, вычисления превышения нормы.

В зависимости от назначения они могут определять параметры рабочей зоны, улавливать избыток в воздухе углекислого и угарного газа, находить утечки в бытовых устройствах, таких как плиты, отопительные котлы и даже холодильники.

Чаще газоанализаторы используются на производстве, в профессиональных целях, но есть и приборы, которые пригодятся в быту. В рейтинге лучших газоанализаторов представлены только самые удачные модели.

5 DT-802

Это не совсем обычный газоанализатор в стандартном понимании этого слова, но зато он идеально подходит для использования в домашних условиях. Он поможет определить, насколько безопасно человеку находиться в помещении, какие меры нужно принять для достижения оптимального микроклимата. Это универсальный прибор, который одновременно является газоанализатором CO2, датчиком влажности и температуры. На его дисплее высвечиваются все эти показатели, а также шкала индикатора качества воздуха.

Прибор используется для личных целей в квартирах, а также в школах, детских садах, различных организациях. По наблюдению пользователей, он очень точный. Более того, газоанализатор имеет российский сертификат соответствия, что тоже является явным плюсом.

Читайте также:  Посудомоечные машины индезит (indesit): топ лучших моделей

Очень полезное, но не необходимое обычным пользователям устройство, определяющее утечки хладагентов в бытовых и промышленных холодильниках, системах кондиционирования, холодильных хранилищах, морозильных камерах. Общее содержание газа в воздухе он не покажет – этот газоанализатор разработан специально для поиска точек утечек.

Поэтому пользуются им в основном мастера, обслуживающие холодильное оборудование.

Но для решения профессиональных задач он очень удобен – гибкий металлический зонд подлезает даже в труднодоступные места, чувствительность увеличивает встроенный микронасос, а уникальный метод сканирования позволяет получать точные результаты за считанные секунды.

Модель работает от встроенного аккумулятора, одного заряда хватает достаточно надолго – пять часов непрерывной работы. Производителем предусмотрено два рабочих режима разного уровня чувствительности, индикаторы для предварительного определения степени утечки. Газоанализатор изготовлен добротно, работает без сбоев и в своей категории может считаться одной из лучших моделей.

Невзрачный с виду, дорогой по стоимости газоанализатор гораздо функциональнее, чем может показаться с первого взгляда. Это профессиональная модель от российского производителя, созданная для контроля содержания кислорода, углекислого газа, различных горючих и токсичных газов в воздухе.

Применяется преимущественно для оценки безопасности нахождения персонала в рабочей зоне, подвальных, подземных помещениях. Поэтому самое широкое распространение эта модель получила в сфере ЖКХ. При обнаружении недопустимой концентрации веществ в воздухе устройство издает тревожный сигнал.

Этот газоанализатор не рассчитан на бытовое использование, чаще применяется в профессиональной деятельности. В этом отношении работу с ним упрощает наличие выносного датчика с длинным шестиметровым кабелем, который по заказу покупателя производитель готов увеличить до 30 метров. В работе он показывает себя отлично, но для личного пользования есть и лучшие модели.

Очень дорогой, но качественный и функциональный газоанализатор немецкого производства пользуется доверием даже у специалистов. Эта марка известна безупречным качеством изготовления, точностью, безотказностью работы.

Модель Testo 330-2 LL – одна из самых лучших при обслуживании индивидуальных отопительных систем, работающих на газу. Прибор чутко улавливает дымовые газы, в понятной для пользователя форме показывая допустимые показатели.

Например, при существенном превышении значений, он предупредит об этом, показав красный палец вверх, а также предоставит сведения, важные для корректировки в отопительной системе.

Сведения прибор предоставляет в графической форме, но в остальном его нельзя назвать простым в использовании, так как все же это профессиональная модель, предназначенная для специалистов.

Но этот момент нельзя назвать недостатком, так как в остальном прибор исключительно надежный, качественный, функциональный.

Производитель предусмотрел в нем даже систему самодиагностики, встроенную память, возможность подключения к компьютеру для передачи данных, функцию печати и многое другое.

Этот детектор моментально выявляет присутствие в воздухе горючих газов – метана, бутана, пропана и многих других. Высокая чувствительность прибора обеспечивает очень быстрое обнаружение утечки даже в тех случаях, когда концентрация нежелательного вещества в воздухе минимальна.

Благодаря этому он станет незаменимым помощником при газификации дома, установке отопительного оборудования и обнаружения течи в его дальнейшем обслуживании.

По сравнению с большинством профессиональных газоанализаторов эта модель стоит относительно недорого, так что ее можно назвать одной из самых лучших и по соотношению цены и качества.

А теперь о других достоинствах. Удобство и надежность ему придает прочная, эргономичная конструкция. Есть возможность настройки чувствительности, если нужно выявить совсем небольшую утечку.

Благодаря гибкому зонду можно подобраться даже в самые труднодоступные участки, а наличие трехрежимной сигнализации заметно упрощает работу.

Лучшим его делает большой перечень обнаруживаемых газов, автоматическая калибровка и предельная простота управления, с которым разберется даже неопытный пользователь.

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

Виды газоанализаторов и их принцип действия

Практически все модели таких приборов содержат в конструкции преобразователь (детектор), измерительный модуль и блок питания. Что касается преобразователя, то функционально его можно представить как чувствительный элемент, который и определяет наличие тех или иных компонентов исследуемой смеси, отправляя соответствующий сигнал. Этот сенсор может по-разному работать в зависимости от принципа фиксации химических веществ.

В свою очередь, обработку сигнала осуществляет измерительный модуль. С его помощью газоанализаторы бытовые для квартир не просто регистрируют факт наличия определенной концентрации того или иного компонента, но и отражают конкретные величины на дисплее. Во всяком случае современные модели приборов дают возможность индикации с выводом нескольких параметров смеси.

Для поддержания автономной и постоянной работоспособности в конструкции устройства предусматривается вышеупомянутый блок питания. Это может быть и отсек с батарейками формата AAA, и аккумулятор. Главное, что он позволяет использовать газоанализатор даже там, где отсутствует доступ к розетке. Также существуют и стационарные сетевые модели на 220 В.

Оптические газоанализаторы

В основу работы оптического газоанализатора положено
свойство селективного поглощения различными газами потока излучения. Обычно
измерение селективного поглощения осуществляется в инфракрасной части спектра –
в этой области особенно резко проявляется селективность поглощении отдельными
газами определенной части инфракрасного излучения пропорционально его объемному

содержанию.

В
общем случае схема газоанализатора, работающая на этом принципе изображена слева на схеме. 
Схема содержит источник инфракрасного излучения, поток которого поступает в камеры
двух оптических каналов.

Оба канала идентичны в конструктивном исполнении, но
отличаются по «внутреннему содержанию».

Сравнительная камера (левый канал)
заполнена чистым воздухом, а через объем рабочей камеры постоянно продувается

контролируемая газовая смесь.

• Проходя
  через объем рабочей камеры, поток излучения теряет часть энергии,
  соответствующую линиям поглощения контролируемого компонента (красный поток) и
  часть энергии, соответствующую линиям поглощения неизмеряемых компонентов
• (зеленый поток).
• Через
  сравнительную камеру с чистым воздухом поток излучения проходит без потерь
• энергии.
• Затем
  оба потока излучения поступают в фильтровальные камеры, которые заполнены
  неизмеряемыми компонентами газовой смеси и где полностью поглощается энергия,
• соответствующая их спектру.
• Таким
  образом, в измерительную камеру одновременно поступает два потока излучения,
  результат вычитания энергий которых пропорционален концентрации определяемого
• 
  компонента.
• Сигнал,
  пропорциональный разности давлений в различных моделях может преобразовываться
  в импульсы давления или микропоток газа, которые преобразуются в электрический
  сигнал с помощью конденсаторного микрофона или мостовой схемы со встроенными
• резисторами и поступает в схему индикации.

Читать далее:  Виды и критерии выбора двухконтурных электрических котлов

Виды прибора

Модели газовых детекторов различают по множеству признаков – от способа размещения до форм-фактора и степени той же автономности. Но принципиальной и самой важной является классификация по принципу действия сенсора. На основе этого признака можно выделить следующие виды бытовых газоанализаторов:

• Термохимический. В данном случае измеряется тепловое излучение химической реакции с участием целевого компонента газовой смеси. Чаще всего исследуется процесс окисления с воздушными катализаторами.
• Магнитный. Такие модели в основном ориентируются на выявление кислорода и определение его концентрации. Принцип работы сенсора базируется на зависимости магнитной реакции на уровень содержания кислорода в газовой смеси. К разновидностям прибора можно отнести магнитомеханические и термомеханические аппараты.
• Инфракрасный. В процессе работы происходит поглощение отдельными частицами газовых паров ИК-излучения. В зависимости от длины волны и оптической схемы анализатор может работать с точечным определением концентрации на молекулярном уровне разных типов компонентов, состоящих из нескольких атомов.

Искровые пневматические
газоанализаторы

Искровой
пневматический газоанализатор предназначен
для оперативного контроля концентрации горючих газов в воздушной среде. В
отличие от других типов газоанализаторов, предназначенных для контроля
содержания определенных компонентов, искровой газоанализатор «всеяден» — он

определяет взрывоопасную концентрацию любых газовоздушных смесей.

Принцип действия искрового газоанализатора
базируется на искусственно вызываемом взрыве определенной порции анализируемого
воздуха, смешанного с определенным количеством горючего газа в специальной
камере, и по результатам определяют степень взрывоопасности контролируемого

воздуха.

Весь процесс газоанализа строго регламентирован и
все операции (дозирование, смешение, генерация искры, удаление продуктов взрыва)

происходят последовательно и синхронизируются блоком управления.

Рис.2. Блок-схема, поясняющая работу искрового
пневматического газоанализатора.

Процесс анализа протекает следующим образом (Рис.2).
Часть воздуха, поступающего из помещения на анализ по цепочке «входной
огнепреградитель ОП 1– взрывная камера – выходной огнепреградитель ОП 2 –

• 
  открытый клапан Кл2 — эжектор» транспортируется на сброс.
• Горючий газ с выхода дозатора поступает в
  пульсирующую емкость и по команде на открытие клапана Кл1 из нее перетекает
  через входной огнепреградитель во взрывную камеру. Смешение горючего газа с
• анализируемым воздухом происходит при закрытом клапане Кл2.

В момент появления искры смесь в камере
воспламеняется с последующим взрывом. В результате взрыва давление в камере
повышается, измеряется датчиком давления. Величина этого давления однозначно связана со степенью взрывоопасности

контролируемой атмосферы.

Что еще учесть в выборе?

Помимо основных возможностей анализа газовой среды, следует учитывать коммутационные способности и степень защищенности корпуса. Стационарные и независимые датчики сигнализации не обязательно должны поддерживать связь с электронными контроллерами и компьютерами.

Читайте также:  Коагулянт для очистки сточной воды: виды, принцип действия, как выбрать

Но если нужен газоанализатор бытовой с устройством отключения подачи газа, то желательно предусмотреть присутствие таких интерфейсов, как RS-232 (для соединения с компьютером) и реле управления для интеграции прибора в комплексные средства обеспечения безопасности.

Это позволит связать устройство с вытяжкой, регуляторами клапанов газового оборудования и сиреной.

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

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.

Термокондуктометрические датчики

Работа термокондуктометрических
газоанализаторов основана на зависимости теплопроводности газовой смеси от

наличия различных компонентов, входящих в ее состав.

Измерительная ячейка датчика
представляет обычно цилиндрический канал, заполняемый анализируемым газом и
выполненный из материала хорошо проводящего тепло. Внутри канала располагается

нагревательный элемент, запитанный от источника напряжения.

При заполнении ячейки воздухом и при
стабильном значении тока, температура нагревательного элемента будет иметь определенную
температуру, при которой количество тепла, полученное элементом, будет равно
количеству тепла, отдаваемого им материалу канала вследствие теплопроводности

воздуха.

Если вместо воздуха канал будет
заполнен газом со значительно отличающейся теплопроводностью, то температура
нагревательного элемента измениться, причем, если теплопроводность газа будет
больше теплопроводности воздуха, то температура элемента снизится, а если
меньше – повысится. Следовательно, измеряя темепературу нагревательного элемента с помощью датчиков температуры, можно
судить о процентном содержании в смеси компонентов с определенной

теплопроводностью.

Конструктивно
чувствительный датчик газоанализатора (рис.3) представляет мостовую схему. Во

все четыре плеча моста включены равные по величине платиновые резисторы

Рис.3 Измерительная ячейка
термокондуктометрического газоанализатора.

• R1 — R4. Резисторы R1и R3 являются
  рабочими и размещены в каналах, через которые транспортируется анализируемая
  смесь, а резисторы R2 и R4 – сравнительные и расположены в закрытых каналах,
• заполненных воздухом.
• При протекании через рабочие камеры
  анализируемой смеси мост разбалансируется, причем величина разбаланса
  пропорциональна теплопроводности анализируемого компонента и, следовательно, его
• концентрации, которая фиксируется вторичным прибором 2.

Принцип работы газоанализаторов, использующих термохимические
датчики концентрации, основан на измерении повышения температуры нагретой
платиновой нити, на поверхности которой происходит каталитическое сгорание

горючих компонентов газовой смеси.

Основой
измерительной схемы датчика (рис.

4) является мост Уитстона, но только в отличие
от классической схемы в два плеча встроены терморезисторы R2 и R3: рабочий
терморезистор R3 размещен в камере,
через которую продувается анализируемая смесь, второй терморезистор R2 является сравнительным и установлен в герметичной
камере, заполненной воздухом. В остальные два плеча встроены резисторы R1 и R4 из

манганиновой проволоки.

Терморезисторы
нагреваются током источника стабилизированного напряжения 1 до температуры, при
которой на ее поверхности происходит каталитическое сгорание анализируемого
компонента. В результате реакции горения температура терморезистора R3 резко повышается и, как следствие, увеличивается

его сопротивление, что нарушает равновесное состояние моста.

Обычно датчики
этого типа используются в качестве сигнализаторов

при анализе горючих газов на производстве.

Заключение

Перед покупкой оптимальной модели прибора будет не лишним рассчитать монтажную схему.

Чтобы чувствительный элемент работал с максимальной эффективностью и точностью, его следует устанавливать в определенных условиях. Поэтому характеристики целевого помещения могут также влиять на критерии выбора.

Размещать бытовой газоанализатор природного газа рекомендуется в удалении от вентиляционных каналов, вытяжных систем и оконных проемов.

Кондуктометры

• Процесс измерения электропроводности производится
  теми же методами, что и измерение сопротивления. Зависимость электропроводности
  от концентрации раствора имеет практически линейный характер и определяется его
• физико-химическими свойствами.
• Чувствительным элементом устройства служит
  кондуктометрическая ячейка, состоящая из двух электродов определенной площади и
• расположенных на определенном расстоянии между собой.

Для определения электропроводности в большинстве
случаев используют мостовую схему, которая применяется для контроля
сопротивления.

Для исключения явления поляризации электродов, мост запитывается
переменным напряжением: изменение направления движения тока устраняет

поляризационное сопротивление.

Еще один вариант устранения поляризации
электродов, это использование четырехэлектродных кондуктометрических ячеек

(рис.5).

Рис.5.
Четырехэлектродный датчик

Поляризационные электроды «защищают»
измерительные электроды, с которых снимается напряжение на блок индикации.

Опубликована 16-10-12.

Принципы работы газоанализаторов

Газоанализатор – это специальный прибор для измерения количественного и качественного состава смеси газов. На сегодняшний день различают 2 основных типа газоанализаторов:

Автоматические газоанализаторы

Данные измерительные приборы позволяют измерять физико-химический или физический состав смеси газов или отдельных его частей. Исходя из принципа действия, существует 3 группы автоматических анализаторов:

Химические или объемно-манометрические анализаторы.

Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах.

Физические газоанализаторы

Химические или объемно-манометрические анализаторы

Первая группа устройств этого типа позволяет определить изменение давления и объема газовой смеси при помощи химических реакций, которые происходят с различными компонентами смеси газов.

Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах

В зависимости от физики использованного процесса, приборы 2-ой группы подразделяются на:

• Хроматографические
• Термохимические
• Фотоколориметрические
• Электрохимические

Хроматографические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для измерения состава смеси газов, твердых тел или жидкости. Принцип действия хроматографического анализатора заключается в индикации качественного и количественного состава разделенной газовой смеси.

Существует 3 метода хроматографического измерения:

Вытеснительный

Фронтальный

Проявительный

Термохимические газоанализаторы

Термохимические анализаторы газа – это устройства, определяющие энергию выделяемого тепла при прохождении химической реакции в смеси газов.

Принцип работы

Основной принцип работы – процесс окисления компонентов газа с применением дополнительных катализаторов (марганцево-медный катализатор, мелкодисперсная платина).

Измерение возникающей температуры осуществляется с помощью терморезистора, который в зависимости от температуры, меняет свое сопротивление, тем самым изменяя проходящий ток.

Фотоколориметрические газоанализаторы

Фотоколориметрический анализатор газа – это прибор, использующий оптическую систему (излучатель-приемник), который при помощи уровня поглощенного светового потока веществом определяет его.

Существует 2 разновидности фотоколориметрических газоанализаторов:

Жидкостный фотоколориметрический анализатор газа (реакция протекает в растворе, что позволяет с точностью до 5% определить компоненты смеси);

Ленточный фотоколориметрический газоанализатор (используют для реакции твердые носители).

Электрохимические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для определения токсических газов в помещениях или на рабочих зонах. Отличительной чертой данного устройства, является возможность применять его во взрывоопасных зонах. Он компактный, энергосберегающий и практически нечувствителен к механическим воздействиям.

Они способны определять следующие вещества:

• Аммиак NН3;
• Сероводород H2S;
• Угарный газ СО;
• Оксид серы SO2;
• Хлор Cl2;
• Объемные доли кислорода (О2).

По принципу действия они подразделяются на:

• Гальванические (реагируют на изменение электропроводности);
• Электро-кондуктометрические (реагируют на изменения тока или напряжения);
• Потенциометрические (измеряют отношение напряженности поля и активных ионов).

В основе работы электрохимических анализаторов газа лежит явление электрохимической компенсации, которое заключается в выделении специального реагента, который реагирует с определенным компонентом смеси.

Физические газоанализаторы

Данные устройства работают благодаря физическим процессам и подразделяются на следующие виды:

• Термокондуктометрические;
• Магнитные;
• Оптические;
• Денсиметрические.

Магнитные газоанализаторы

Предназначены для определения процента О2 в смеси газов.

Магнитные анализаторы газа подразделяются на 2 группы:

Термомагнитные;

Магнитомеханические.

Данные устройства измеряют силу, которая возникает в неоднородном магнитном поле и воздействует на ротор устройства, и позволяет измерять концентрации в диапазоне 10-2.

Термокондуктометрические газоанализаторы

Данные устройства позволяют определить состав газовой смеси при помощи такой физической величины, как теплопроводность.

Принцип действия: при изменении качественного и количественного состава газовой смеси, изменяется теплопроводность и соответственно сопротивления в терморезисторах, в результате чего полученные данные анализируются, и по шаблону определяется состав определенных компонентов газа.

Оптические газоанализаторы

Устройства данной конструкции работают по принципу изменения оптических свойств газовой смеси (оптическая плотность, спектральное излечение,  показатель преломления и т.д.).

Данные газоанализаторы могут определять как органические (метан СН4,  ацетилен С2Н2, этан С2Н6, и т.д.) так и неорганические (хлор, аммиак, сероводород и т.д.) вещества.

Оптические газоанализаторы подразделяются на:

• Ультрафиолетовые;
• Инфракрасные;
• Спектрофотометрические;
• Интерферометрические.

Принцип действия: определенный газ поглощает инфракрасное излучение с определенной длинной волны, в зависимости от которой устройство ведет расчет.

Ручные газоанализаторы

Ручные анализаторы газа – это переносные устройства, которые обладают высокой точностью и служат для проверки автоматических анализаторов газа в процессе их эксплуатации. Они также предназначены для лабораторных и контрольных анализов.

Основное отличие от автоматических устройств – это длительность процесса забора пробы, которая зависит от квалификации специалиста и может занимать от 5-и до 10-и минут.

Таблица основных преимуществ и недостатков некоторых газоанализаторов

Название	Достоинства	Недостатки
Термохимические	Низкая стоимость	Низкая избирательность; маленький диапазон измеряемой концентрации; непродолжительный срок службы сенсора; низкое быстродействие и чувствительность; для работы требует наличие кислорода
Электрохимические	Позволяет обнаруживать даже мельчайшие частицы вредных газов; широкий диапазон определения загрязняющих органических и неорганических веществ; низкое энергопотребление; приемлемая цена	Ограниченное быстродействие; низкая селективность; крупные габариты; необходимо дополнительно за собой носить огромное количество реагентов и разнообразных блоков
Оптические	Высокая чувствительность; отсутствуют вредные реагенты, необходимые для анализа смеси газов; высокое быстродействие селективность и чувствительность; позволяют определять практически все загрязняющие газы и вещества	Высокая стоимость

Читайте также:  Восстановление эмали на чугунной ванне в домашних условиях: инструктаж по реставрации

На сегодняшний день наибольшего распространения получили:

• Оптические газоанализаторы;
• Электрохимические газоанализаторы.

Классификация по форм-фактору:

По форм-фактору, устройства можно разделить на на:

• Стационарные  газоанализаторы — устройства, предназначенные для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях, на нефтеперерабатывающих и газодобывающих предприятиях и других производствах
• Портативные  газоанализаторы — устройства, индивидуального применения, которые служат дополнительной защитой к стационарным анализаторам газа
• Переносные газоанализаторы — устройства, занимающие промежуточную нишу между стационарными и портативными. Больше по размеру, чем  портативные устройства, но обладают и большими возможностям. Подходят для небольших предприятий.

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.

Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности

Газоанализатор – это измерительный прибор, предназначенный для определения концентрации определенных компонентов в газовых смесях. Он может работать в ручном или автоматическом режиме.

Результат измерений выражается в процентном соотношении концентрации или просто сообщается о критическом превышении установленной нормы определенного вещества в воздухе или другой газовой среде.

Устройство предназначено для измерения содержания отдельного компонента и не может реагировать на превышение концентрации другого.

Разновидности устройств по функциональным возможностям

Газоанализаторы разделяют на несколько видов в зависимости от их функционального предназначения. Они производятся в виде:

• Индикатора.
• Течеискателя.
• Сигнализатора.

Приборы индикаторного типа предназначены для кратковременного измерения с целью определения концентрации определенного компонента в газовой среде. Такие устройства зачастую представлены переносными портативными моделями.

Газоанализаторы в виде течеискателей также являются портативными. Они предназначены для поиска течи в газовых трубах. С помощью такого устройства можно точно определить поврежденный участок, через который осуществляется утечка в атмосферу.

Прибор работает практически по принципу индикатора, но анализирует не общий объем газа в помещении, а охватывает ограниченное пространство вокруг чувствительного элемента.

Прикладывая прибор к трубе, осуществляется сканирование газа вокруг ее стенок с целью выявления участка, где превышение концентрации будет максимальным.

Зачастую такие приборы оснащаются взрывозащищенным корпусом, что исключает образование искры способной воспламенить среду, если идет анализ повреждения труб с горючими газами.

Течеискатели часто можно встретить у работников жилищных управляющих компаний, которые проверяют герметичность подключения колонок, плит и духовых шкафов к трубам.

Это компактные и легкие приборы, позволяющие осуществлять анализ воздуха на наличие примесей природного газа за считанные секунды.

Газоанализаторы в виде сигнализаторов осуществляют непрерывный анализ состава газовой среды. Они представлены стационарным оборудованием, которое закрепляется неподвижно.

При получении данных с превышением допустимых показателей прибор сигнализирует об этом на пульт управлении, в результате чего осуществляется звуковой или световой сигнал.

Пульт управления может автоматически перекрыть подачу газа или включить дополнительную вентиляцию.

Существуют анализаторы, которые оснащены собственным световым и звуковым оборудованием для сообщения об опасности. Отдельные устройства идут в комплекте с электроклапаном, который при срабатывании прибора перекрывает трубу. При этом автоматические процессы происходят без участия пульта управления, что позволяет отказаться от его использования.

Виды газов, на которые реагируют анализаторы

Газоанализатор может иметь разнообразную конструкцию, которая реагирует на любое газовое вещество. К самым востребованным устройствам относятся приборы, которые откалиброваны для измерения концентрации следующих видов газов:

• Сероводород.
• Пропан.
• Метан.
• Окись углерода.
• Кислород.
• Диоксид серы и пр.

Бытовой газоанализатор

Согласно требованиям законодательства, газоанализаторы устанавливаются в обязательном порядке на промышленных объектах, а также котельных. В помещениях, где работают отопительные системы, применяются приборы, которые анализируют концентрацию углекислоты, а также горючего газа.

На производстве, где существует риск выброса других разновидностей газа, также устанавливаются анализаторы, реагирующие на подобные вещества. В бытовых помещениях наличие подобного оборудования необязательно.

При этом использование газоанализаторов существенно повышает безопасность. Предлагаемое производителями оборудование для бытовых помещений не требует подключения к пульту управления.

Это снижает затраты на оснащение помещения чувствительными датчиками и системами управления.

В домашних помещениях применяется два типа оборудования – для горючих и угарных газов. Приборы, которые реагируют на горючие смеси, устанавливаются в тех помещениях, где имеются потребители газа. Такие устройства являются стационарными. Они закрепляются на стене вблизи с возможным источником утечки, и с помощью проводов соединяются с электроклапаном, установленным на выходе газовой трубы или на выходе баллона. При превышении допустимой концентрации газа устройство подаст звуковой и световой сигнал, а также даст команду электроклапану перекрыть подачу

Более распространенными являются бытовые устройства, реагирующие на угарный газ. Его образование происходит при горении обычного газа, дров, угля и любых других предметов. Подобные устройства при обнаружении превышения концентрации окиси углерода выдают звуковой и световой сигнал. При наличии принудительной вентиляции, прибор подсоединяется к ее управлению. Он включает вытяжку, что осуществляет обновление воздуха в помещении. Если устройство устанавливается в помещении с современным отопительным котлом, то срабатывание датчика приводит к перекрытию подачи кислорода в камеру сгорания. Это позволяет прекратить горение и предотвратить увеличение концентрации угарного газа.

Бытовые устройства работают непрерывно. Частота анализа воздуха в помещении осуществляется с периодичностью 5-60 секунд.

Перед тем как концентрация опасных веществ в воздухе достигнет критического уровня, бытовой газоанализатор издает предупредительные сигналы, сообщающие о значительном увеличении опасных веществ.

Это позволяет заранее среагировать и устранить проблему до того как сработает аварийный сигнал и последует запуск автоматических процессов.

Зачастую бытовой газоанализатор является комбинированным и имеет чувствительные датчики, которые реагируют на несколько веществ. Обычно это три компонента – метан, пропан-бутан и оксид углерода.

Подобные устройства будут уместными для установки в следующих помещениях:

• В квартирах и домах.
• Гаражах.
• Котельных.
• Хранилищах баллонов с газом.

Разновидности газоанализаторов в зависимости от физических принципов работы

В зависимости от физического принципа, по которому осуществляется анализ газовой среды для выявления отдельных компонентов, существует больше 10 разновидностей газоанализаторов.

Не существует полностью универсальной конструкции, которая бы позволяла анализировать состав любых смесей.

Для одних разновидностей газов используется один физический принцип, в то время как для других он не действенный или небезопасный.

Выделяют следующие популярные виды газоанализаторов:

• Термокондуктометрические.
• Пневматические.
• Магнитные.
• Инфракрасные.
• Ионизационные.
• Ультрафиолетовые.
• Люминесцентные.

Термокондуктометрические реагируют на теплопроводность смеси. Данные устройства анализируют насколько эффективно осуществляется передача температуры в газовой среде.

Подобное оборудование подходит в тех случаях, когда уровень теплопроводности у основного газа и примесей, которые нужно выявить, существенно отличается.

Пневматические анализируют вязкость смеси, которая присутствует в помещении. Данные приборы не имеют электрических компонентов, поэтому их можно использовать на взрывоопасных объектах. Механические элементы прибора не создают искру, поэтому риск воспламенения газа исключается.

Магнитный газоанализатор используется для анализа кислорода. Подобные приборы используются в различных высокотехнологических механизмах, в которых проводится подготовка газовой смеси для сжигания.

По данному принципу работает лямбда-зонд, который монтируется в выхлопной системе современных автомобилей.

Устройство определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах, что позволяет оценить, насколько эффективно прогорело топливо.

Инфракрасные облучают газовую среду инфракрасными лучами, после чего чувствительные датчики реагируют на уровень поглощения молекулами вещества излучаемого света. Такие устройства имеют взрывозащищенный корпус, поэтому часто используются с взрывоопасными веществами. По данному принципу работает значительная доля лабораторного и промышленного оборудования.

Ионизационный газоанализатор проверяет электропроводимость и ионизованных газов. При наличии примесей электропроводимость отличается, что фиксируется прибором и отображается в процентном выражении концентрации. Подобные устройства могут работать только с теми газами, которые не могут воспламеняться

Ультрафиолетовые работают по схожему принципу с инфракрасными, за тем исключением, что осуществляют облучение ультрафиолетовыми лучами. Данные приборы также анализируют интенсивность поглощения молекулами измеряемой среды направленных на них лучей.

Люминесцентный газоанализатор измеряет люминесцирующие свойства газов. Эти свойства отличаются в зависимости от концентрации определенных примесей.

Данные устройства являются не столь распространенными, поскольку существуют намного более простые технологии производства оборудования, работающие по другому принципу, которые позволяют получить данные с такой же точностью, но с меньшими затратами на изготовление анализатора.

Бывает также прочее оборудование, работающее по другим физическим принципам. Оно является менее распространенным, поскольку затратное в производстве, или требует обслуживания.

Зачастую подобные газоанализаторы работают по химическому принципу и требуют заправки приборов реагентами, которые после израсходования нужно доливать.

Такие приборы применяются для специфических газов, которые другими способами не анализируются.

Похожие темы: