Переносные газоанализаторы. Оперативное определение газовой смеси

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:

1. Вытеснительный
2. Фронтальный
3. 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:

1. Жидкостный фотоколориметрический анализатор газа (реакция протекает в растворе, что позволяет с точностью до 5% определить компоненты смеси);
2. 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:

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.

Типы газоанализаторов по принципу действия

1. Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов определяют изменение объёма или давления газовой смеси в результате химических реакций её отдельных компонентов.

2. Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические и др.). Термохимические основаны на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа. Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости электролита, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические основаны на изменении цвета определённых веществ, при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси.

3. Приборы, действие которых основано на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, термомагнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические основаны на измерении теплопроводности газов. Термомагнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большой магнитной восприимчивостью. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси.

Газоанализаторы можно разделить на несколько типов в зависимости от выполняемых задач – это газоанализаторы горения, газоанализаторы для определения параметров рабочей зоны, газоанализаторы для контроля за технологическими процессами и выбросами, газоанализаторы для очистки и анализа воды и т.п., так же они делятся по конструктивному исполнению на портативные, переносные и стационарные, по количеству измеряемых компонентов (может быть измерение какого-то одного вещества или нескольких), по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные), по функциональным возможностям (индикаторы, сигнализаторы, газоанализаторы).

Газовые анализаторы горения предназначены для наладки и контроля котлов, печей, газовых турбин, горелок и других топливосжигающих установок. Позволяют также проводить мониторинг выбросов углеводородов, оксидов углерода, азота, серы.

Газоанализаторы (газосигнализаторы, детекторы газов) для контроля параметров воздуха рабочей зоны. Отслеживают наличие опасных газов и паров в рабочей зоне, в помещении, шахтах, колодцах, коллекторах.

Газоанализаторы стационарные – предназначены для контроля состава газа при технологических измерениях и контроля выбросов в металлургии, энергетики, нефтехимии, цементной промышленности. Газоанализаторы измеряют содержание кислорода, оксиды азота и серы, фреона, водорода, метана и других веществ.

Классификация газоанализаторов

• по функциональным возможностям (индикаторы, течеискатели, сигнализаторы, газоанализаторы);

• по конструктивному исполнению (стационарные, переносные, портативные);

• по количеству измеряемых компонентов (однокомпонентные и многокомпонентные);

• по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные);

• по назначению (для обеспечения безопасности работ, для контроля технологических процессов, для контроля промышленных выбросов, для контроля выхлопных газов автомобилей, для экологического контроля.

Переносные газоанализаторы – предназначены для решения ряда задач в сфере экологического мониторинга и контроля загрязнения атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны, а также для некоторых других целей требуется производить измерения в различных точках предприятия, не всегда оснащенных розетками электропитания.

В отличие от стационарных газоанализаторов, такие приборы отличаются компактностью, мобильностью и простотой использования, а так же небольшим временем подготовки к работе и широким диапазоном условий эксплуатации.

Принцип действия газоанализатора этого вида основан на том, что составляющие вещества поглощаются в определенной последовательности особыми реагентами. Стационарное оборудование с автоматическим принципом действия производит измерения постоянно, то есть – без перерыва. Оно точно фиксирует все физико-химические показатели изучаемой газовой смеси. Подобные приборы дают возможность получать максимально точные итоги измерений при взаимодействии не только с самим веществом, но и с его отдельными компонентами.

Газоизмерительное оборудование бывает множества разновидностей и наименований. Некоторые из них функционируют на основе физических методов измерения, включающих в себя и применение вспомогательной химической реакции. Подобные приборы называются объёмно-монометрическими. Они позволяют предельно точно обнаруживать любые из изменений объема и давления, происходящие в наблюдаемой среде. Прибор сразу же фиксирует все реакции, в которые вступают отдельные составляющие газовой смеси.

Принцип работы газоанализатора может быть основан и на химических способах анализа наблюдаемой среды. Такие приборы могут отслеживать дополнительные термохимические, хроматографические, электрохимические и фотоколориметрические процессы, что зависит от сферы их применения и характеристик эксплуатации. Принцип действия оборудования также отличается. Например, термохимические приборы измеряют уровень тепла в процессе сгорания газа.

Наиболее часто подобное оборудование применяется тогда, когда нужно отслеживать окись водорода в воздушной среде при подозрениях на ее взрывоопасную концентрацию. Как правило, подобная работа производится с горючими газами, приборы термохимического типа при этом очень помогают.

Множество стационарных газоанализаторов работает только на физических принципах исследования. К данной группе приборов относятся анализаторы, которые функционируют при помощи магнитных и оптических способов измерения.

Диапазон определяемых газов

Как для бытовой эксплуатации, так и для сферы промышленности важно знать спектр определяемых газов для конкретного прибора

Современные газовые анализаторы способны выявить в составе воздушной смеси следующие виды газов:

1. Оксид углерода, что зачастую необходимо для бытового применения.
2. Сероводород наиболее часто скапливается в колодцах, коллекторах, канализационных системах. Поэтому, переносные приборы берут с собой исследователи, ремонтные бригады.
3. Процентное содержание кислорода в помещении или выхлопных газах.
4. Метан.

Также в спектр определяемых веществ входит пропан и диоксид серы.

Назначение и особенности продукции

Пусть это средство не так популярно, но у него есть ряд преимуществ, которые позволяют использовать изделие в промышленных районах. Встречаются модели и для дома, они помогут отслеживать изменение воздуха в помещение, а в некоторых случаях предупреждать человека об опасности.

Сегодня оборудование широко применяется в следующих сферах:

Экологи при помощи газоанализатора контролируют качество воздушной смеси. Благодаря постоянному мониторингу атмосферы, ученые способны вовремя предотвратить появление новых техногенных катастроф и своевременно реагируют на изменение окружающего воздуха.
Нередко изделие применяется в системах обеспечения безопасности на различных крупных предприятиях. Кроме того, нередко устанавливается в гаражах и котельных, колодцах и в подземных постройках. Главное назначение – определить уровень вредных компонентов в рабочей области.
При помощи этого устройства можно легко отслеживать промышленные выбросы на различных заводах, особенно, в сферах нефтехимии, металлургии и т.п

В этих сферах важно постоянно следить за газовой средой, а также регулярно замерять содержание вредных веществ, таких как: азот, метан, водород и т.п. Потому что они негативно отражаются на здоровье человека, особенно при превышении их нормы

Особенность, такого оборудования — в том, что оно способно отслеживать состояние атмосферы в режиме реального времени.
Нередко подобные модели устанавливаются на предприятиях, где имеются газовые котлы, печи, горелки и т.п.
При помощи этого изделия работники газовой службы могут быстрее находить и устранять места утечки, а также проводить качественную гидроизоляцию труб.
Однако, подобное средство показывает высокие результаты не только на суше, но и применяется для тщательного анализа жидкостей. Особенно, которая подвергается очистке. Конечно, стандартные варианты для этого не подойдут, в этом случае используются специальные модификации, например, газоанализатор кислорода. Подобное оборудование чаще всего встречается на станциях аэрации.
Автосервисы также не обходят стороной этот продукт, так как он помогает в современной диагностике транспортных средств. Здесь также используется соответствующая модификация, которая замеряет 4 компонента – угарный газ, метан, кислород и оксид азота. Благодаря этому устройству определяется токсичность выхлопных газов и если они превышают норму, то находят причину появления дефекта.
Также подобное изделие применяется и в жилых зонах, что помогает предотвратить утечку газа.
Последнее для чего может использоваться газоанализатор – определение наличия алкоголя в крови.

Как видно, область применения этого устройства достаточно обширна. Изделие затрагивает практически все сферы жизнедеятельности. Без него невозможно правильно организовать работу на производственных участках или провести газ в жилой дом. Конечно, универсального аппарата нет, поэтому производители выпускают различные модификации этого оборудования.

Это интересно: Вибрационная болезнь (вибротравма)

Рейтинг лучших моделей газоанализаторов на 2021 год

Бюджетные варианты

3-ье место: «BG 2202 Brennenstuhl 1290460»

Стационарная модель потолочного типа. С первого взгляда может показаться, что он предназначен только для бытового использования, однако может справляться и с повышенной концентрацией анализируемых веществ, поэтому его вполне можно установить даже в котельной. Работает от сети 220 В. Сигнализация имеется как звуковая, так и визуальная. Позиционируется производителем, как образец для помещений с массовым присутствием людей. Цена – 2000 рублей.

газоанализатор BG 2202 Brennenstuhl 1290460
Достоинства:

• Отличная звуковая/визуальная сигнализация;
• Бюджетная цена;
• Легкость монтажа.

Недостатки:

• Низкий порог определяемой опасной концентрации – от 40%;
• Не работает при отключенном электричестве.

2-ое место: «Mastech MS6310 65299»

Не взирая на то, что аппарат изготовлен китайским производителем, в его конструкции содержатся качественные детали. В дополнение к основным функциям, обладает функцией обнаружения газовых утечек в трубопроводе. Выполнен в виде небольшой портативной модели. Работает от четырех батареек типа АА (9 часов бесперебойной работы). Характеризуется высокой быстротой срабатывания. Забор пробы осуществляется посредством гибкого зонда. Цена – 4500 рублей.

Mastech MS6310 65299
Достоинства:

• Прочный корпус;
• Длинный удобный зонд;
• Прост в управлении.

Недостатки:

Отсутствует дисплей.

1-ое место: «МЕГЕОН 08005»

Неплохой образец от отечественного производителя. Легок в управлении, прекрасно размещается в руке, обладает большим дисплеем и малым весом. В автоматическом режиме замеряет окружающий СО2 и даже температуру воздуха! Характеризуется сравнительно высокой точностью измерений и увеличенной чувствительностью. Работает от двух батареек типа АА. Позиционируется как прибор для частого использования. Цена – 9100 рублей.

МЕГЕОН 08005
Достоинства:

• Малый вес;
• Индикатор заряда источников питания;
• Многофункциональный.

Недостатки:

Долгое время отклика – около 60 секунд.

Средний ценовой сегмент

2-ое место: «СЕМ DT-802 481769»

Стационарный вариант, рассчитанный исключительно на определение угарного газа. Может размещаться как на подставке, так и может быть закрепленным на стене. В темноте можно использовать подсветку экрана. В силу своих небольших размеров, при помощи удлинителя, может быть использован в качестве течеуловителя. На дисплее размещаются показатели температуры, загазованности, календарь и часы. Крайне малое время отклика – всего 2 секунды. Цена – 9700 рублей.

СЕМ DT-802 481769
Достоинства:

• Информативный дисплей;
• Универсальность;
• Малые габариты;
• Подсветка.

Недостатки:

Питание только от сети 220 В.

1-ое место:  «Testo 317-2»

Отличный образчик, способный работать даже в минусовых температурах. Модель портативная, для нее характерна простота управления и информативный дисплей с функцией ночной подсветки. Изделие поставляется в фирменном чехле, поэтому безопасность хранения/транспортировки вопросов не вызывает. Обладает повышенной точностью. Цена – 14 000 рублей.

Testo 317-2
Достоинства:

• Работает при минусовой температуре;
• Имеется чехол для хранения и переноски;
• Удобен в использовании.

Недостатки:

2-х батареек хватает всего на 4 часа работы.

Премиум-сегмент

2-ое место: «МЕГЕОН 08002 к0000017420»

МЕГЕОН 08002 к0000017420
Достоинства:

• Двойное оповещение – звук и свет;
• Работа от аккумулятора и от сети;
• Расширенный эксплуатационный ресурс.

Недостатки:

Не обнаружено (для своего сегмента).

1-ое место: «Testo 316-1»

Крайне высокоточный прибор, что увеличивает его цену на порядки, даже несмотря на отсутствие дисплея. Ресурса батареи хватает на 5 часов беспрерывной работы. Время отклика составляет около 5-30 секунд. Способен определять до 5 вредных компонентов

Индикация выполнена в виде двух сигнальных огней: желтый – «внимание», красный – «потенциальная опасность». Оснащен гибким зондом

Цена – 20 000 рублей.

Testo 316-1
Достоинства:

• Прочный корпус;
• Удобный зонд;
• Очень высокая точность.

Недостатки:

Завышенная цена.

Газовые пожарные извещатели: типы, разновидности, плюсы и минусы

Различные научные изобретения, используемые при создании оборудования, средств, устройств технических систем безопасности, давно не вызывают удивления. В их ряду анализаторы выделений/паров взрывчатых, отравляющих материалов, наркотических веществ, способные по содержанию в несколько миллионных долей в воздухе безошибочно определять их при контроле/проверке.

Для защиты помещений зданий, сооружений от возгорания разработаны аналогичные чувствительные устройства, названные извещателями пожарными газовыми (ИПГ), реагирующие на появление газов, выделяющихся при тлении горении материалов. Такое краткое определение этим изделиям дает НПБ 71-98, устанавливающий общие технические требования к методам испытаний как проводных, так и автономных ИПГ; СП 5.13130.2009, нормирующий проектирование установок АПС, стационарных систем пожаротушения. Несколько иную трактовку понятия «пожарный газовый извещатель» дает ГОСТ Р 53325-2012, определяющий общие требования к техническим средствам АПС/АУПТ, а точнее:

Газовый пожарный извещатель – это ИП, что реагирует на изменение химического состава воздушной среды, вызванное воздействием пожара.

Согласно этим официальным документам ИПГ следует монтировать на потолках, стенах помещений, а также в других местах на строительных конструкциях зданий, сооружений, соответствующих требованиям технических паспортов, инструкций/рекомендаций по установке, эксплуатации/обслуживания изделий от предприятий изготовителей; специализированных предприятий, имеющих лицензию МЧС на право ведения таких работ.

Качественные стационарные варианты

Хоббит-Т-3NH3

Надежный многоканальный вариант с качественной цифровой индикацией. Устройство предназначено для ведения контроля за состоянием воздуха на различных промышленных предприятиях. Присутствует возможность подключения 16 датчиков. Потребляемая мощность – 8 ВА на один канал. Устройство способно работать при отрицательных температурах, при этом на показания это влияет минимально.

Средняя стоимость – 56 000 рублей.

Хоббит-Т-3NH3

Достоинства:

• Возможность подключения до 16 датчиков;
• Работа при отрицательных температурах;
• Качественная сборка;
• Прочный корпус;
• Надежность;
• Длительный срок службы.

Недостатки:

Не обнаружено.

ОКА-Т-HF

Оборудование отличается высокой точностью и простой работой. Присутствует монохромный дисплей, куда отображаются основные сведения. Устройство является многоканальным и применяется для определения кислорода, суммы горючих газов, диоксида углерода и т.п. Принцип работы основан на преобразовании концентраций в электрические параметры. Для этого имеется несколько типов сенсора.

Средняя цена – 54 000 рублей.

ОКА-Т-HF

Достоинства:

• Эффективность;
• Качественное изготовление;
• Надежность;
• Продолжительный срок службы;
• Прочный корпус;
• Простое управление;
• Многоканальность.

Недостатки:

Не обнаружено.

МАГ-6 Т-8-В

Неплохая модель с 8 каналами измерений, которая подойдет для установки в рабочую зону. Работает по протоколу Modbus RTU. Для большего удобства оператора модель оснащена цветным графическим дисплеем. Корпус обладает высокой стойкостью к взрыву, что является преимуществом. Имеется 16 унифицированных токовых выходов. Интерфейсы подключения – USB, RS-232, RS-485.

Средняя стоимость – 30 000 рублей.

МАГ-6 Т-8-В

Достоинства:

• Хорошая точность;
• Время замеров;
• Защита от взрыва;
• Простое применение;
• Надежное изготовление.

Недостатки:

Не выявлено.

Газоанализаторы – принцип работы

Газоанализаторы – это средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации о количестве вещества или его концентрации в анализируемой газовой среде.

В пищевой промышленности газоанализаторы широко применяются для анализа топочных газов при сжигании различных видов топлива, для контроля состава газовых сред в пекарных и сушильных камерах, для контроля концентрации предельных значений в пожаро- и взрывоопасных производствах и помещениях, где возможно скопление газов, вредных для здоровья обслуживающего персонала.

Принцип действии прибора основан на зависимости теплопроводности анализируемой смеси от концентрации в ней СО2, теплопроводность которой ниже других компонентов.

Основу прибора составляет компенсационная сравнительная мостовая схема переменного тока из 3-х мостов: рабочего, сравнительного и компенсационного. Рабочий мост построен подифференциальной схеме. Его чув­ствительные элементы помещены в закрытые ампулы. Два элемента омываются анализируемым газом, два других – контрольным.

Определение концентрации кислорода магнитными газоанализаторами основывается на физическом свойстве – парамагнетизме.

Парамагнитные материалы втягиваются в магнитное поле, а диамагнитные выталкиваются из него.

Наибольшей положительной восприимчивостью обладают кислород (+1) и окись азота (+0,36).

Магнитные газоанализаторы разделяются на термомагнитные и магнитомеханические.

Термомагнитный метод получил более широкое применение.

Он основан на изменении объемной магнитной восприимчивости при изменении температуры (рис. 2.62).

Рис. 2.62. Принципиальная схема измерительного преобразователя термомагнитного газоанализатора

Наличие кислорода в анализируемом газе приводит к его движению вдоль нагревательных элементов, что одновременно охлаждает резистор R1 и нагревает резистор R2, т.е. изменяет их сопротивления. Разность сопротивлений, функционально связанная с концентрацией кислорода, приводит к разбалансу моста, что приводит к изменению выходного напряжения, измеряемому вторичным прибором, градуированным в процентах концентрации.

Для измерения объемной концентрации кислорода вдымовых газах котельных установок применяется газоанализатор типа МН 5110Т. Газовая схема прибора включает два газозаборных устройства с керамическими фильтрами для очистки, вспомогательные устройства для приведения параметров газа и воздуха к требуемым значениям, рабочие и сравнительные камеры двух приемников и два побудителя расхода, обеспечивающие прокачивание через систему газа и воздуха.

Газ для анализа отбирается из котла через керамический фильтр, откуда поступает в блок выравнивания влажности, где он либо подсушивается (с удалением конденсата) либо увлажняется. Для контроля разряжения в системе служит манометр.

Мобильный газоанализатор testo 330LL

Ультракомпактный прибор, основанный на электрохимическом способе определения различных газов и их смесей. Используется в теплотехнических измерениях. Реализуется с комплектом сменных сенсоров и зондов, используя которые можно поочерёдно устанавливать наличие и концентрацию газа в атмосфере. Имеет батарейный источник питания, что, с одной стороны, позволяет использовать данный газоанализатор практически в любых условиях, но, с другой, делает показания зависимыми от уровня заряда на питающей батарейке.

В отличие от большинства аналогичной техники использует для вывода результатов не цифровой способ, а столбчатую цифровую диаграмму, что увеличивает точность интерпретирования результата измерения в условиях ограниченной освещённости. Сменные зонды позволяют подносить прибор сколь угодно близко к месту определения состава воздуха, что обеспечивает максимальную объективность при замерах. При полностью заряженной батарейке контроль атмосферы можно выполнять непрерывно на протяжении двух часов, фиксируя одновременно на дисплее несколько измеряемых параметров.

При достаточно малом (до 0,01 Па) пороговом давлении газа точность прибора находится в пределах ±0,3 МПа, чего бывает вполне достаточно для большинства случаев измерений. Недостаток мобильного газоанализатора testo 330LL в том, что определение в атмосфере определённых газов будет производиться последовательно, а не одновременно, что повлияет на оперативность итогового результата. Цена прибора – от 95 тыс. руб. Аналогами такого типа техники являются газоанализаторы Seitron Casper и АГМ-505.

Что такое газоанализатор?

Газоанализаторами называют приборы, при помощи которых производится анализ газовых смесей для установления их количественного и качественного состава.

Можно выделить три группы газоанализаторов по принципу действия:

1. Первая группа газоанализаторов – это приборы, работа которых основана на физических методах анализа, которые включают в себя и вспомогательные химические реакции. Газоанализаторами из этой группы определяют изменение давления или объёма смеси газов в результате химических реакций отдельных её компонентов.

2. Вторую группу газоанализаторов составляют приборы, работа которых основана на физических методах анализа, а именно вспомогательных физико-химических процессах (фотоколориметрических, термохимических, электрохимических и других). Процессы, основанные на изменении цвета компонентов (веществ) в результате реакции с анализируемым веществом смеси газов, называются фотоколориметрическими. Процессы, основанные на измерении теплового эффекта в результате горения (реакции каталитического окисления) газа, называются термохимическими. Процессы определения концентрации газа в газовой смеси по значению электрической проводимости электролита, который поглотил этот газ, называются электрохимическими.

3. Третья группа газоанализаторов – это приборы, работа которых основана только на физических методах анализа (оптических, термокондуктометрических, термомагнитных и других), то есть на измерении температуры кипения, магнитной восприимчивости (термомагнитные методы), плотности, вязкости, поглощения и испускания света (оптические методы), теплопроводности (термокондуктометрические методы) и других физических свойств газовой смеси, зависящих от её состава.

Кроме разделения газоанализаторов по принципу действия, их также можно разделить по другим критериям: — в зависимости от выполняемых задач различают газоанализаторы для контроля выбросов и технологических процессов, газоанализаторы горения (мониторинг выбросов азота, серы, углеводородов, оксидов углерода), газоанализаторы для анализа и очистки воды, газоанализаторы для определения параметров рабочей зоны (фиксируют наличие опасных паров и газов в рабочей зоне, в шахтах, помещениях, коллекторах, колодцах); — по конструктивному исполнению различают стационарные и переносные газоанализаторы; — по функциональным возможностям различают газоанализаторы, индикаторы и сигнализаторы; — по количеству каналов измерения выделяют многоканальные и одноканальные.

Общая характеристика рабочих мест

Колодцы представляют собой вертикальные сооружения глубиной до 20 метров и служат для спуска людей с поверхности к линейным подземным коммуникациям (водоводам, канализационным стокам, кабелям связи, газопроводам). Большую часть времени колодцы закрыты, и в них могут скапливаться тяжелые газы: углекислый газ (CO₂), угарный газ (CO), сероводород (H₂S), водяной пар и т.д.

Поскольку колодцы проложены под поверхностью земли, то в них из почвы поступают продукты разложения органики – горючие (CH₄) и инертные (CO₂) газы. Из гниющих остатков выделяется токсичный сероводород. В связи с этим необходимо принудительно проветривать колодцы перед каждым спуском людей, для чего целесообразно использовать переносные вентиляторы для продувки колодцев, но как определить когда проветривание закончилось? Значит, надо контролировать газовый состав атмосферы до спуска и во время работы, которая может продолжаться в течение целого рабочего дня.

Назначение, основные элементы, виды, принцип действия

Газоанализаторы – устройства, с помощью которых определяется состав газовой смеси как качественный (какие именно газы присутствуют), так и количественный (сколько определённых газов находится в смеси).

В первую очередь газоанализаторами оснащаются пожаро-, взрыво- и химически опасные производства, а также шахты, где имеются скопления рудничного газа (метана).

Обязательно применяют газоанализаторы перед тем, как проводить огневые работы в подвалах и колодцах, а также чтобы аттестовать рабочие места на вредных производствах.

Применение для индивидуальной защиты

Портативные газоанализаторы небольших размеров, которыми снабжаются работники опасных производств, можно считать первичными средствами индивидуальной защиты.

Они своевременно сигнализируют о повышенном содержании вредных примесей в воздухе, при котором следует покинуть рабочую зону либо применить средства защиты органов дыхания. Прибор-газоанализатор представлен на фото:

Способ работы устройства

Ручные анализаторы, которые приводятся в действие оператором, основаны на том, что отдельные газообразные компоненты поглощаются специальными реагентами.

Воздух производственной зоны пропускается через поглотитель, который связывает определённый газ. После этого первоначальный объём смеси уменьшается. По уменьшению объёма рассчитывается, сколько газа, связанного поглотителем, там изначально содержалось. В зависимости от квалификации оператора, измерение занимает от пяти до десяти минут.

Работа автоматических анализаторов непрерывного действия основана на физических и химических процессах, а также их сочетании.

Физический принцип измерения результата вспомогательной химической реакции обеспечивает работу объёмно-манометрических или химических анализаторов. В этих приборах измеряется, насколько изменился объём либо давление смеси газов после того, как её компоненты вступили в определённые химические реакции.

Физико-химический принцип действия, совмещённый с физическим, имеют следующие устройства:

• Хроматографические. В них проба разделяется за счёт того, что разные газы проходят поглотительный слой каждый со своей индивидуальной скоростью. Результат разделения фиксируется, проводится автоматический расчёт.

Термохимические. В этих устройствах проходит окисление (с дополнительными катализаторами) составных частей газовоздушной смеси. При окислении выделяется тепло; температура измеряется терморезистором. По степени нагрева определяется концентрация компонентов.

Фотоколориметрические. В них содержание компонентов измеряется по результату их цветной реакции с веществами-индикаторами.

Электрохимические газоанализаторы определяют концентрацию газа в смеси по величине электропроводности раствора, который поглощает этот газ.

Чисто физические принципы работы имеют следующие автоматические газоанализаторы:

• Термокондуктометрические. При изменении состава газовой смеси меняется её теплопроводность. Это изменение регистрируется терморезисторами.

Денсиметрические. Измеряют плотность газовой смеси, которая меняется в зависимости от качества и количества газов, входящих в неё.

Магнитные. Применяются для измерения концентрации кислорода в воздухе производственной среды по его магнитным свойствам.

Оптические. Анализируют состав газовой смеси по её оптической плотности, а также спектрам испускания или поглощения.

Разновидности

Кроме различия по способу действия (ручные или автоматические) и принципу работы, газоанализаторы для воздуха рабочей зоны подразделяют на типы:

• Стационарные. Такие приборы автоматически отслеживают концентрацию газов. В промышленном исполнении, если допустимое содержание опасной газовой составляющей превышено, они подают световые и звуковые сигналы, а также включают вентиляцию и прочие системы безопасности;
• Переносные. Предназначены для определения концентрации газовых примесей в разных местах производственной зоны;
• Портативные. Индивидуальные устройства. Имеют малые габариты и вес, измеряют концентрацию вредных примесей непосредственно там, где находится работник.

Кроме того, по количеству измеряемых примесей эти приборы бывают одно- и многокомпонентными, а по числу каналов (датчиков или точек отбора пробы) – одно- и многоканальными.