Газов анализатор: как работи, какво да търсите + преглед на производителя

Характеристики на потребителските газови анализатори

Устройствата за домашна употреба са компактни, с ограничена производителност и лесни за употреба. Докато професионалните модели са предназначени за стационарна работа, домашните газови анализатори могат да се преместват от място на място, тъй като повечето от тях са преносими устройства.

Функционалността на домашния уред е предназначена за откриване на изтичане на газ чрез изследване на изпаренията в различни точки. Също така в сегмента на домакинските уреди се прилагат различни нива на функционалност.

Например домашен газов анализатор от бюджетната категория е оборудван с проста предупредителна система под формата на светлинна или звукова индикация. С други думи, ако в дадено помещение бъде засечена прекомерна концентрация на газови пари, детекторът ще подаде съответния сигнал, но без никаква допълнителна информация.

По-усъвършенстваните домакински уреди са оборудвани с дисплей, който показва подробна информация за характеристиките на въздуха.

Газовите анализатори за битови нужди се предлагат в ръчен и автоматичен вариант. Първият е обикновен абсорбиращ инструмент със средно ниво на точност. Автоматичните продукти са изключително точни и предлагат широк спектър от възможности за различни изследвания на околната среда. Например, те могат непрекъснато да проверяват зададените параметри на смес или на отделен компонент на смес.

Струва си да се отбележи, че домакинските уреди могат да бъдат както преносими, така и стационарни, което изисква специален монтаж. Въпреки това домашните стационарни газови анализатори са също така компактни по размер, лесни за работа и с ниска производителност.

Принципи на класификация на газовите анализатори

Всички токови анализатори се класифицират според конструкцията и технологичните им детайли. Класификациите се основават на специфичната функционалност на газовите анализатори.

Например индикатор и аларма могат да си приличат в някои отношения, но се класифицират като различни инструменти. Същото се отнася и за детекторите за течове и газовите анализатори.

Малък и лесен за използване детектор за течове е конструкция, пряко свързана с газовите анализатори. Използването на такива устройства е от значение за различни промишлени и битови приложения.

Класификацията на дизайна определя свойства като мобилност и преносимост. Способността на уредите да измерват определен брой компоненти се класифицира като еднокомпонентни или многокомпонентни атрибути на уредите.

Подобно е положението и с броя на измервателните канали, където има класификация за едноканални или многоканални газови анализатори.

Накрая има още един критерий, който посочва конкретната цел на инструмента. Съществуват например системи за откриване на газове за наблюдение на емисиите от превозни средства и други за наблюдение на промишлени процеси.

Принцип и ползи

Ръчните системи работят по същия начин, както стационарните системи. Стационарните устройства заемат много място и изискват специални умения за работа. Ръчните устройства са по-лесни за усвояване. Такива устройства тежат средно 1,5-2 кг, а батерията издържа няколко часа.

Те имат LCD дисплей с информация за състава под формата на химични символи.

Устройството има възможност да съхранява и запазва информация, включително резултати от тестове и снимки.

Точността му е 0,1 %, което е достатъчно за индустрията за рециклиране.

Това можете да проверите с преносим анализатор:

1. Големи конструкции.
2. Структури със сложна форма.
3. Отливки.
4. Малки части.
5. Тръби.
6. Клончета.
7. Заготовки.
8. Електроди.
9. Стружки и метален прах.

Инсталиране на устройствата

Вертикалните повърхности са най-подходящи за монтиране на газови анализатори там, където има риск от изтичане на газ (измервателни уреди, котли, готварски печки).

Устройството не трябва да се монтира:

1. На разстояние по-малко от 1 m от горелките.
2. В мръсни и прашни помещения.
3. В близост до вентилационни тунели.
4. На места, където се съхраняват горими и токсични материали.

При монтажа вземете предвид характеристиките на газа и височината на неговата концентрация. Позициите на газта от пода са следните:

• метан - 50 cm,
• въглероден оксид - 180 см (до тавана - 30 см)
• пропан - 50 cm.

Най-добре е комбинираният модел да се монтира в диапазона 50-30 см от тавана.

За да осигурите стабилна работа на клапаните, поставете в устройството батерии, които могат автоматично да се превключват към резервно захранване.

Инсталирането на устройството не е трудно. Може да се закрепи с дюбели за стена или самонарезни винтове.

Листът с данни показва подробно електрическата връзка с него и контакта му с друго оборудване.

Газовият анализатор трябва да се проверява поне веднъж годишно.

Класификация по форм-фактор:

Според форм-фактора устройствата могат да се разделят на:

• Стационарни газоанализатори - устройства, предназначени за стационарен монтаж в работната зона на промишлени предприятия и фабрики, химически лаборатории, нефтопреработвателни и газодобивни предприятия и други отрасли.
• Преносимите газови анализатори са устройства за индивидуална употреба, които служат като допълнителна защита на стационарните газови анализатори.
• Ръчните газови монитори преодоляват разликата между ръчните и стационарните монитори. По-големи от джобните, но с по-големи възможности. Подходящ за малки предприятия.

Газоанализаторите са незаменими устройства, използвани както в промишлеността, така и в бита, за определяне на качествения и количествения състав на замърсителите в работната зона или във всяко друго помещение, където има опасност от изтичане на вредни вещества и газове.

Какво още трябва да взема предвид, когато правя своя избор?

В допълнение към основните възможности за анализ на газове трябва да се вземат предвид възможностите за превключване и защитата на корпуса. Не е задължително фиксираните и независими алармени сензори да комуникират с електронни контролери и компютри. Въпреки това, ако е необходим домашен газов анализатор с устройство за спиране на газа, е препоръчително да се осигурят интерфейси като RS-232 (за свързване с компютър) и контролно реле, за да се интегрира устройството в цялостно оборудване за безопасност. Това ще позволи на устройството да комуникира с аспиратора, регулаторите на клапаните на газовото оборудване и сирената.

Степента на защита на самия уред се определя от маркировката IP. Битовите модели обикновено са снабдени със степен на защита от прах и влага IP20. Най-издръжливите и надеждни газови анализатори имат многостепенна защита IP67, която предпазва от удари, агресивни химически среди и заливане с вода.

Принципи на класификация на газовите анализатори

Всички токови анализатори се класифицират според конструкцията и технологичните им детайли. Класификацията описва специфичната функционалност на устройствата за анализ на газове: например индикатор и аларма могат да бъдат донякъде сходни, но се класифицират като различни измервателни уреди. Същото се отнася и за детекторите за течове и газовите анализатори.

Малък и лесен за използване детектор за течове е конструкция, пряко свързана с газовите анализатори. Използването на такива устройства е от значение за различни промишлени и битови приложения.

Класификацията на дизайна определя свойства като мобилност и преносимост. Възможността на инструментите да измерват определен брой компоненти се класифицира като еднокомпонентни или многокомпонентни. Подобно е положението и с броя на измервателните канали, където има класификация на едноканални или многоканални газови анализатори.

И накрая, има още един критерий, който показва специфичната цел на инструментите. Например има газоанализатори за наблюдение на отработените газове от автомобили и устройства за наблюдение на технологични процеси.

Принцип на работа

В каталозите има няколко вида анализатори.

Те се различават по принципа на действие:

Термокондуктометрични - работят на базата на зависимостта на топлопроводимостта на газа или въздушната смес от нейния състав. Устройствата са селективни и много чувствителни;

Термохимичен - катализаторът се поставя в корпуса на устройството, в което определеният компонент се окислява или с негово участие протича друга реакция. Концентрацията се определя от топлинния ефект на процеса;

магнитен - предназначен за определяне на съдържанието на кислород. Принципът на действие на устройствата се основава на зависимостта на магнитната възприемчивост на сместа от концентрацията на О2;

пневматичен - определя плътността и вискозитета на газовата смес, които зависят от качествения и количествения състав;

инфрачервен - анализира степента на инфрачервена абсорбция на различните компоненти на газовата смес. Оборудването е силно селективно към съединения, чиито молекули се състоят от два или повече атома, поради което се използва широко в лабораториите;

Ултравиолетово - излъчва в диапазона 200-450 nm. Уредите са ефективни за определяне на концентрацията на едноатомни газове;

Луминесцентни - работят на базата на явлението луминесценция, което е резултат от химическа реакция на компонента, който трябва да бъде открит, с реагент;

Фотоколориметричен - измерва интензивността на оцветяването на веществата, получено в резултат на реакция между специфичен реактив и компонента, който трябва да се определи. Особеността на този тип газови анализатори е в различните агрегатни състояния на реактива. Процесът може да се осъществи в течна фаза или върху твърд носител: таблетка, лента и др;

Електрохимичен - измерва електрохимичните характеристики на анализираната смес. Те имат ниска селективност;

йонизация - определя електрическата проводимост на средата, която зависи от вида, количеството и подвижността на йоните на различните компоненти.

Принцип на работа

Газовите анализатори са измервателни устройства, предназначени за получаване на измервателна информация за количеството на дадено вещество или неговата концентрация в анализираната газова среда.

В хранително-вкусовата промишленост газовите анализатори се използват широко за анализ на димни газове от изгарянето на различни горива, за контрол на състава на газовите среди в пекарни и сушилни камери, за контрол на концентрацията на граничните стойности в пожароопасни и взривоопасни производства и съоръжения, където може да има натрупване на вредни за здравето на персонала газове.

Принципът на действие на устройството се основава на зависимостта на топлопроводимостта на анализираната смес от концентрацията на CO2 в нея, чиято топлопроводимост е по-ниска от тази на останалите компоненти.

Устройството се основава на компенсационна мостова схема за променлив ток, състояща се от 3 моста: работен мост, сравнителен мост и компенсационен мост. Работният мост е изграден в субдиференциална схема. Сензорните му елементи са поставени в затворени ампули. Два от елементите се промиват с газ за анализ, а другите два - с контролен газ.

Определянето на концентрацията на кислород в магнитните газови анализатори се основава на физическо свойство - парамагнетизъм.

Парамагнитните материали се привличат към магнитното поле, а диамагнитните се изтласкват от него.

Най-висока положителна чувствителност имат кислородът (+1) и азотният оксид (+0,36).

Магнитните газови анализатори се разделят на термомагнитни и магнитомеханични.

Термомагнитният метод е по-широко използван.

Той се основава на промените в обемната магнитна възприемчивост при промяна на температурата (фигура 2.62).

Фигура 2.62. Схема на измервателен преобразувател за термомагнитен газов анализатор

Наличието на кислород в анализирания газ води до движението му по нагревателните елементи, което едновременно охлажда резистора R1 и нагрява резистора R2, т.е. променя съпротивлението им. Разликата в съпротивлението, функционално свързана с концентрацията на кислород, води до нарушаване на баланса на моста, което води до промяна на изходното напрежение, измервано с вторичен инструмент, степенуван в проценти от концентрацията.

Газоанализаторът тип MH 5110T се използва за измерване на обемната концентрация на кислород в димните газове на котелните инсталации. Газовата верига на уреда включва две устройства за всмукване на газ с керамични филтри за почистване, спомагателни устройства за привеждане на параметрите на газа и въздуха до необходимите стойности, работни и сравнителни камери на двата приемника и два ускорителя на дебита, които осигуряват изпомпването на газа и въздуха през системата.

Газът за анализ се изтегля от котела през керамичен филтър, откъдето постъпва в устройството за изравняване на влажността, където се изсушава (с отстраняване на кондензата) или овлажнява. За контрол на вакуума в системата се използва манометър.

Видове газови анализатори според принципа на действие

1. Въз основа на техники за физичен анализ със спомагателни химични реакции. Откриване на промяната в обема или налягането на газова смес в резултат на химична реакция на отделните ѝ компоненти.

2. Инструменти, базирани на физични методи за анализ, включващи спомагателни физико-химични процеси (термохимични, електрохимични, фотоколориметрични и др.). Термохимичните се основават на измерването на топлинния ефект от каталитичната реакция на окисление (горене) на газа. Електрохимичните определят концентрацията на газ в дадена смес чрез стойността на електропроводимостта на електролита, който е абсорбирал газа. Фотоколориметричните се основават на промяната на цвета на определени вещества при реакцията им с анализирания компонент на газовата смес.

3. Инструменти, базирани на чисто физични методи за анализ (термопроводникови, термомагнитни, оптични и др.). Термокондуктометричните газови анализатори се основават на измерването на топлопроводимостта на газовете. Термомагнитните газови анализатори се използват главно за определяне на концентрацията на кислород, който има висока магнитна възприемчивост. Оптичните газови анализатори се основават на измерването на оптичната плътност, абсорбционния или емисионния спектър на газовата смес.

Газоанализаторите могат да бъдат разделени на няколко вида в зависимост от изпълняваните задачи - газоанализатори за горене, газоанализатори за работната зона, газоанализатори за процеси и емисии, газоанализатори за пречистване и анализ на вода и т.н. Те се разделят и по конструкция на преносими, портативни и стационарни, по брой на измерваните компоненти (може да бъде едно вещество или няколко), по брой на измервателните канали (едноканални и многоканални) и по брой на измервателните канали.

Анализаторите на газовото горене са предназначени за регулиране и контрол на котли, пещи, газови турбини, горелки и други горивни инсталации. Те също така позволяват мониторинг на емисиите на въглеводороди, въглероден оксид, азот и сяра.

Газоанализатори (газови сигнализатори, газови детектори) за наблюдение на параметрите на въздуха на работното място. Следете за наличието на опасни газове и изпарения в работната зона, в помещения, шахти, кладенци, канализация.

Стационарни газоанализатори - предназначени за мониторинг на състава на газовете при технологични измервания и контрол на емисиите в металургията, енергетиката, нефтохимическата и циментовата промишленост. Газоанализаторите измерват кислород, азотни и серни оксиди, фреон, водород, метан и други вещества.

Видове газови анализатори

Направено е разграничение между различните видове системи за откриване на газове въз основа на физическите им характеристики. Към днешна дата съществуват повече от 10 различни вида системи за откриване на газ, които могат да бъдат класифицирани според физическите характеристики на анализа на газовата среда.

Въпреки това не съществува универсален модел, по който да се измерва съставът на примесите. За едни даден физически принцип е подходящ, а за други е неприемлив.

Между другото, прочетете и тази статия: Корозия на оборудването

Термокондуктометричен

Може да реагира на топлопроводимостта на смесите. Той анализира доколко ефективно се предава температурата в газова среда. Този уред е подходящ само ако топлопроводимостта на примесите и газовете се различава значително една от друга.

Пневматичен

Предназначен е за определяне на вискозитета на въпросната смес. Те се използват и в потенциално експлозивна атмосфера, тъй като нямат електрически компонент. Няма искра, така че няма да се възпламени газ.

Магнитни

Той е подходящ за анализ на кислород. Тези устройства се използват в машини, където газовата смес подлежи на изгаряне. Пример за индикатор: ламбда-манометър. Той се намира в изпускателната система на автомобилите, които вече са актуални на съвременния автомобилен пазар. Той се използва за определяне на концентрацията на кислород в изходното съотношение на отработените газове. Той се използва и за определяне на степента на загряване на горивото в автомобила. Инфрачервени лъчи.

Необходими са за облъчване на газовата среда с инфрачервени лъчи. Те имат вграден взривозащитено корпус, тъй като се използват там, където има взривоопасни вещества. Те се използват за лабораторни и промишлени приложения.

Йонизация

Проверява за наличие на електрическа проводимост. Ако в състава има примеси, електропроводимостта е различна. Това се записва и показва като процент на дисплея. Той е предназначен за газове, които не са запалими.

Ултравиолетови лъчи.

Принципът им е същият като този на инфрачервените лъчи. Но има разлика в това, че те облъчват с ултравиолетови лъчи. Тези уреди могат да анализират интензивността на поглъщане на средата чрез насочените към тях лъчи.

Луминесцентен

Необходимо е да се определи кои газове имат луминесцентни свойства. Те зависят от концентрацията на тези примеси. Това е рядък тип устройство, тъй като е най-сложният тип. На практика обикновено се използват по-прости технологии. Има и други части на оборудването, които имат различни физически принципи. Те са най-скъпите и изискват сложна поддръжка. Оборудването, което се основава на химически принципи, се пълни с определени химически реактиви. Те се използват, когато има специфични газове, за които другите методи не са подходящи.

Между другото, прочетете и тази статия: класификация на маслата

Рентгенови анализатори

Всеки такъв апарат съдържа:

• Рентгенова тръба, която флуоресцира;
• детектор;
• Устройство, което извършва записването;
• контролен модул.

Важна характеристика, която е от съществено значение за големите приемни станции, е адаптирането на уреда към работа с твърдо тяло. Този тип уреди извършват анализ на няколко десетки елемента в сплавите едновременно.

Размерът на пробата може да бъде малък като стружка, например

Този тип инструменти извършват анализ на много десетки елементи в сплавите. Размерът на пробата може да бъде пренебрежимо малък, например стружки.

Като цяло, дори шлака и прахообразни елементи с размер до 50 µm са подходящи. Те са бързи, тъй като не е необходимо да се калибрират за нов анализ всеки път. Те могат да се регулират индивидуално само за определени приложения с високи изисквания.

Най-често срещаните инструменти

Оптичните и електрохимичните модели се открояват като най-често срещаните инструменти, принадлежащи към трите отбелязани групи. Тяхната привлекателност се състои в способността им да извършват измервания в реално време.

Инструментите технологично поддържат многокомпонентен анализ с възможност за съхраняване на резултатите в чип с памет.

Пример от групата на оптичните газови анализатори - най-широко използваните инструменти в широк спектър от приложения. Оптичните газови анализатори са изключително точни и прецизни

В индустриална среда тези устройства са от съществено значение. Особено когато се изисква непрекъснат мониторинг на емисиите или анализ на процеса.

Водещите производители са

1. Корпорация Olympus.
2. FPI (Focused Photonics Inc).
3. Bruker.

Корпорация Olympus

Японска компания, известна със своята оптика и фотографско оборудване. Техните металоанализатори са популярни, тъй като се считат за много надеждни и са в средния ценови сегмент.

Olympus инвестира в научноизследователска и развойна дейност и разработване на софтуер. Технологията Delta X-act Count е създадена за преносими анализатори, което води до намаляване на скоростта и границите на откриване.

FPI (Focused Photonics Inc)

Китайска компания, основана от възпитаници на престижни американски университети. Тя се счита за един от лидерите в производството на всички видове системи за мониторинг на околната среда. Техните металоанализатори също са търсени.

Техният ръчен метален анализатор FPI е малко по-евтин от основните им конкуренти.

Bruker

Немска компания, основана преди повече от 50 години. Производство, лаборатории и представители в 90 държави. Състои се от четири отдела, които се занимават с различни области. Bruker AXS и Bruker Daltonics се занимават с разработването и производството на системи за анализ на метали.

Те се считат за висококачествени и са доста разпространени на руския пазар благодарение на добрата работа на представителствата.

Трябва да ги потърсите в зависимост от местоположението си.