Газоанализаторы: области применения, типы, устройство

Анализ газовых сред является обязательным мероприятием в работе химических производств, а также на многих промышленных предприятиях. Такие исследования представляют собой процедуры по измерению того или иного компонента в газовой смеси.

Например, в горнодобывающих предприятиях знание характеристик воздуха в шахте является вопросом безопасности, а экологи, таким образом, определяют концентрацию вредных элементов.

Не так часто подобные анализы применяют в бытовых целях, но если такая задача и возникает, то так же можно использовать газоанализатор.

Это измерительное устройство, позволяющее определить состав газовой смеси.

Основные задачи газоанализаторов:
• контроль атмосферы рабочей зоны (безопасность);
• контроль промышленных выбросов (экология);
• контроль технологических процессов (технология);
• контроль загрязнения атмосферы жилой зоны (экология);
• контроль выхлопных газов автомобилей (экология и технология);
• контроль выдыхаемого человеком воздуха (алкоголь);
• отдельно можно назвать контроль газов в воде и др. жидкостях.

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 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 этих случаях незаменимыми становятся переносные газоанализаторы (портативные газоанализаторы)!

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.

Область применение переносных газоанализаторов:
• В замкнутых сосудах и помещениях (тоннелях, колодцах, дымоходах, трубопроводах и т.д.);
• На заводах по добыче и переработке различных нефтепродуктов;
• На водоотстойниках, фекальных и фильтрационных насосных станциях;
• В автопромышленности;
• В химических лабораториях и других производственных процессах, связанных с выделением различных загрязняющих веществ;
• Помимо вышеуказанного назначения, портативные газоанализаторы служат для калибровки и поверки стационарных газоанализаторов.

Достоинства портативных газоанализаторов:
• Низкая стоимость;
• Мобильность;
• Простота эксплуатации;
• Большой спектр определяемых газов и загрязняющих веществ;
• Высокая чувствительность сенсоров, что позволяет определять даже самые малые доли вредных веществ;
• Возможность подключать электрохимические, термокаталитические или оптические сенсоры;
• Большой модельный ряд;
• Быстродействие микропроцессорного блока;
• Моментальное определение наличия взрывоопасных паров;
• Могут выступать в качестве калибровочного устройства для стационарных газоанализаторов;
• Компактные размеры и легкий вес;
• Производят замеры как качественного, так и количественного состава воздушной или газовой смеси;
• Позволяют одновременно контролировать содержание в воздухе рабочей зоны до нескольких газов;
• Возможность настраивать и программировать пороги срабатывания устройства;
• Наличие интерфейсов (ИК, Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet и т.д.) для соединения с компьютером или принтером;
• Наличие памяти, для записи результатов, время и даты замеров.

Стационарные газоанализаторы Стационарные газоанализаторы – предназначены для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях, на нефтеперерабатывающих и газодобывающих предприятиях и других производствах.

Это эффективные и высокоточные приборы, которые имеют соответствующую степень защиты, обладают высокой надежностью и способны дооборудоваться системой автоматики для удаления ядовитых, токсичных и горючих газов с различных помещений!

Стационарные газоанализаторы применяются в тех случаях, когда необходимо производить постоянные и достаточно частые периодические измерения концентрации загрязняющих веществ и кислорода в промышленной зоне для поддержания необходимого уровня и для организации технологического контроля за производственными процессами.

Область применения стационарных газоанализаторов:
• Котельных;
• Холодильных установках;
• Помещениях ГРП (газораспределительные пункты);
• Рабочих зонах промышленных предприятий;
• Лабораториях;
• Дизельных и турбинных установках;
• Канализационных системах;
• Печах обжига и т.д.

Основные достоинства стационарных газоанализаторов:
• Надежность;
• Приемлемая цена;
• Высокая точность измерений;
• Возможность контролировать сразу несколько газов;
• Длительный срок эксплуатации;
• Возможность оборудовать помещение автоматической системой вытяжной вентиляции;
• Дистанционный контроль состава воздушной смеси;
• Высокая степень защиты устройства.

Несмотря на множество конструкционных вариаций прибора, существует набор базовых компонентов, которые присутствуют в каждой модели. В первую очередь это корпус, в который заключены все рабочие элементы газоанализатора.
Дело в том, что такие аппараты требуют высокой степени защиты, поэтому к внешней оболочке следует предъявлять серьезные требования.
Практически каждый прибор требует питания энергией – соответственно, аккумулятор также можно рассматривать как обязательную часть устройства.
Далее стоит перейти к более ответственному компоненту. Это первичный преобразователь, то есть датчик газоанализатора или чувствительный элемент, обеспечивающий непосредственные данные для измерения.
Надо сказать, что существует несколько видов таких сенсоров, в том числе термокаталитические, инфракрасные и электрохимические, оптические. Задача данного элемента заключается в преобразовании искомого компонента газового состава в электрический сигнал.

После этого в работу вступает измерительно-показывающее устройство, которое обрабатывает данный сигнал и демонстрирует его показатели в виде индикации или отображения на дисплее.
Принцип действия термохимического (термокаталитического) сенсора основан на прямой зависимости тепла, получаемого при сгорании детектируемого газа, от величины концентрации этого газа.
В электрохимических сенсорах проверяемый компонент взаимодействует с чувствительным слоем непосредственно на электроде или в слое раствора проводящего электролита около него.

Электрохимическая ячейка (ЭХЯ), как правило, имеет два или три электрода для совершения электрохимической реакции.

Электрохимические датчики обладают следующими преимуществами, при сравнении их с обычным аналитическим оборудованием:
– малые габаритные размеры;
– высокая селективность;
– удобство использования;
– простота конструкции;
– высокая надёжность;
– значительный ресурс работы;
– относительно низкая стоимость.

Различают следующие электрохимические сенсоры:
кулонометрические, потенциометрические, амперометрические (вольтамперометрия), кондуктометрические.

Оптические сенсоры фиксируют изменение оптической плотности исследуемой газовой смеси при определенной длине волны.
Различают следующие оптические датчики: спектрофотометрические, люминесцентные.

Поверка газоанализаторов
Все газоанализаторы, в соответствии с законом периодически подвергается поверке или калибровке. Поверка производится один раз в год, периодичность калибровки устанавливается владельцем газоанализатора.

При проведении поверки выполняются следующие операции:
♦ Внешний осмотр
♦ Определение электрического сопротивления изоляции, проверка герметичности газовой системы
♦ Определение метрологических характеристик.
♦ Определение основной приведенной погрешности газоанализатора.
♦ Проверка сигнализации о диапазоне измерений по унифицированному выходному сигналу

К сожалению, невозможно создать один универсальный газоанализатор, с помощью которого можно бы было решать все задачи газового анализа, по той причине, что ни один из известных методов не позволяет с одинаковой точностью производить измерения в максимально широком диапазоне концентраций.
Контроль разных газов, в разных диапазонах концентраций, производится разными методами и способами. Поэтому производителями конструируются и выпускаются приборы для решения конкретных задач измерения.

Подводя итоги нужно сказать, что 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.

Благодарим Вас за прочтение данной статьи.

А так же сообщаем, что в нашем интернет-магазине Вы можете приобрести газоанализатор любого типа по выгодной цене, а специалисты нашей компании ответят на все интересующие Вас вопросы и помогут подобрать прибор, удовлетворяющий Вашим требованиям как по техническим так и по ценовым характеристикам.

Полный перечень оборудования для газового анализа
Общая информация

Для консультации и по вопросам приобретения просьба обращаться:
gazlab@christmas-plus.ru
8 (800) 302-92-25 (звонок по РФ бесплатный)
8 (812) 575-54-07, 575-55-43

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.

Гальванический

Принцип работы схож с функционированием обычного АКБ. Конструкция включает катод и анод, которые помещены в электролит. К внешней стороне катода фиксируется мембрана. При прохождении сквозь нее кислород окисляется на аноде и восстанавливается на катоде.

Область применения	Применяется для определения микроконцентраций газов в воздушной смеси.
Преимущества	Простота эксплуатации, увеличенный срок службы по сравнению с электрохимическим, автономная работа и независимость от условий внешней среды.
Недостатки	Для гальванического газоанализатора необходимо подбирать электроды таким образом, чтобы при отсутствии кислорода проявления электродных процессов была минимальной.

Датчики газа | онлайн каталог документации электронных компонентов

Газоанализаторы: области применения, типы, устройство
Сенсорные модули ZHxxx/ZPH01/ZPHS01 – это простые мониторы воздуха (датчики пыли), которые хорошо обнаруживают частицы диаметром более 0.8мкм, даже сигаретный дым. Низкое энергопотребление.
Датчики этого типа широко применяются в качестве детекторов PM2.5 частиц, воздухоочистителях, кондиционерах, мониторах воздуха и т.д.д, бензон, СО, аммиак, водород, алкоголь, сигаретный дым, ацетон и другие слаботоксичные газы. Совместимы с источником питания 5 В.
Производитель: Winsen
Серия: dust-module

Газоанализаторы: области применения, типы, устройство
Газ озон применяется во многих областях жизнедеятельности человека: предприятия по переработке и хранению (дезодорация и очистка воздуха), медицине (дезинфекция воздуха, обеззараживание и стерилизация, озонотерапия), легкой промышленности (очистка изделий, отбеливание), системах вентиляции и кондиционирования (регенерация фильтров, сорбентов, катализаторов) и др. Несмотря на это, озон очень агрессивен и ядовит. Значительная концентрация озона в воздухе может стать причиной серьезных ожогов слизистой оболочки человека.
Производитель: Winsen
Серия: O2-O3

Интерферометрический

Газоанализатор измеряет коэффициент рефракции газа. Конструкция включает источник света и оптическую систему. Свет, который зеркало делит на 2 луча, движется разными маршрутами. Световые потоки сходятся в одной точке и образуют картину интерференции на светочувствительном датчике. Сенсор фиксирует разницу в коэффициенте рефракции и на выходе демонстрирует концентрацию газа.

Область применения	Интерферометрические газоанализаторы применяются для определения концентрации горючих газов, углекислого и элегаза.
Преимущества	Высокая точность, линейность и наличие механизма коррекции, который защищает от влияния изменений параметров окружающей среды.
Недостатки	Сильная подверженность влиянию температуры – на это нужно обращать внимание при эксплуатации прибора.

Инфракрасный

Функционирование оптического, или инфракрасного, анализатора основано на том, что газы поглощают инфракрасные лучи определенного спектра. Датчик состоит из источника инфракрасного света, сенсора, оптического фильтра и измерительной ячейки. Газ поступает в ячейку и поглощает ИК-свет, датчик реагирует на изменение концентрации поступающего света и выдает результат.

Область применения	Используется для контроля довзрывоопасных концентраций газов и паров.
Преимущества	Обеспечивает быстрый отклик и устойчивость к сложным условиям среды.
Недостатки	Основной недостаток заключается в определении только одного компонента газовоздушной смеси.

Какими могут быть газоанализаторы

Каждому, кто собрался купить газоанализатор, инструкция по его эксплуатации расскажет о его назначении, принципе работы и функциональности. Но, чтобы быть уверенным, что приобретаемое устройство подойдет, следует знать, какими они могут быть.

Классифицируют это оборудование по разным признакам. Его различают по:

Конструктивному исполнению. Существуют стационарные, переносные (для работы на разных участках производства) и портативные (первичное средство защиты).

Стационарный (слева) и переносной анализаторы

Способу действия. Производят ручные и автоматические анализаторы.

Ручные газовые анализаторы

Есть разные типы газоанализаторов в зависимости от принципа их работы. В этом случае оборудование разделяют на:

Оптическое. Чаще всего используется при возможной утечке взрывоопасного или горючего газа.
Электрохимическое. Применяют для выявления токсичных газов.
Сенсорное. Созданное на основе полупроводниковых сенсоров, оно может быть течеискателем и горючих, и токсичных газов.

Некоторые особенности эксплуатации газового анализатора

Нельзя точно выполнять измерения газоанализатором одного типа, если диапазон концентрации веществ достаточно широк. Контроль разных газов осуществляется разными методами. И, как следствие, нет универсального устройства, с помощью которого осуществлялся бы любой газовый анализ.

Среди требований к газоанализаторам – обязательная периодическая их поверка или калибровка. Поверка выполняется ежегодно, а определение периодичности калибровки – «парафия» владельца агрегата.

Поверка – определение пригодности прибора к использованию. Калибровка – сравнение результатов измерительного оборудования с результатами эталона

Особенности электрохимических сенсоров.

Изменения, происходящие в электролите, а также на поверхности электродов, сокращают срок службы сенсора. Со временем происходит деградация сенсора.
Газоанализаторы, использующие электрохимические сенсоры, требуют периодической корректировки дрейфа нуля и чувствительности и, в конце концов, сенсоры, выработавшие свой ресурс, подлежат замене.
Срок службы электрохимических сенсоров зависит от концентрации и времени воздействия, контролируемого или сопутствующих газов, в результате чего приходит в негодность электролит. Например, высокие концентрации диоксида углерода в окружающем воздухе могут вызвать потерю чувствительности и сократить срок годности электролита в некоторых типах кислородных сенсоров. В связи с этим, для электрохимических сенсоров нормируется допустимая перегрузка по концентрации и время восстановления после перегрузки. Срок службы электрохимических сенсоров в благоприятных условиях составляет около 2лет с момента изготовления и не зависит от того, эксплуатируется сенсор в составе газоанализатора или хранится на складе. Это следует учитывать и приобретать сенсоры только при необходимости.

К особенностям эксплуатации электрохимических сенсоров относится то обстоятельство, что при контроле воздуха рабочей зоны на ячейку сенсора влияет ряд внешних факторов, приводящих к дополнительным погрешностям в измерениях или снижающих срок службы сенсора, например

электрохимические ячейки могут реагировать на сопутствующие (неконтролируемые) газы, что приводит либо к увеличению, либо к снижению вырабатываемого сигнала, исходя из характера взаимодействия;
для некоторых типов электрохимических сенсоров чувствительность пропорциональна атмосферному давлению. Иногдаперепады давления создают опасность повреждения;
срок службы сенсора может уменьшиться вследствие высокого содержания в контролируемом воздухе органических растворителей, вступающих в химическую реакцию с электролитом.

Пиролитический

За основу взят процесс пиролиза газа, в результате которого образуются оксиды – их количество фиксирует датчик. Он включает нагреватель с кварцевой трубкой и сенсор для частиц с двумя камерами.

Область применения	Применяется для контроля ПДК газов с высокой токсичностью.
Преимущества	Надежный, долговечный прибор, демонстрирует высокую точность в любых внешних условиях.
Недостатки

Полупроводниковый

Состоит из спирали и проводника с металлоксидным напылением. Именно полупроводник реагирует на наличие газовоздушной смеси: он окисляется, в результате электрическое сопротивление уменьшается и преобразуется в концентрацию.

Область применения	Подходит для измерения сверхнизких концентраций газов, характеризуется селективностью, устойчивостью к отравлению.
Преимущества	Главное преимущество – в возможности измерения сверхнизких концентраций газов, которые не получится зафиксировать другими сенсорами. Также они устойчивы к отравлениям, характеризуются долговременной стабильностью.
Недостатки	Значимый недостаток – в низкой селективности. Полупроводниковый газоанализатор “сбивают” оксид углерода и пары углеводородов гораздо больше, чем, к примеру, электрохимический сенсор

Принципы классификации газовых анализаторов

Все существующие на данный момент анализирующие устройства классифицируются, исходя из конструктивных и технологических деталей. Классификацией характеризуются конкретные функциональные возможности приборов газового анализа.

Например, индикатор и сигнализатор могут быть чем-то схожи, но классифицируются как разные измерители. То же самое следует по отношению к течеискателям и газовым анализаторам.

Классификация конструктивного исполнения определяет такие свойства, как мобильность и портативность. Способности приборов измерять определённое количество компонентов классифицируются признаками однокомпонентного или многокомпонентного устройства.

Аналогично с числом каналов измерения, где существует классификация по одноканальным или многоканальным газоанализаторам.

Наконец, есть ещё один критерий, показывающий конкретное назначение приборов. К примеру, имеются газоанализаторы мониторинга выхлопных газов автомобилей, и есть устройства, контролирующие технологические процессы.

Самые распространённые приборы

Наиболее распространёнными устройствами, входящими в состав трёх отмеченных групп, выделяются оптические и электрохимические модели. Их привлекательность обусловлена возможностью производства измерений в состоянии режима реального времени.

При этом технологически приборы поддерживают многокомпонентный анализ с возможностью сохранения результатов в микросхеме памяти.

Для промышленной сферы подобные устройства являются незаменимым оборудованием. Особенно там, где требуется постоянный контроль выбросов или анализ технологических процессов.

В таких случаях газоанализаторы нередко выступают как системы непрерывного мониторинга процесса промышленного производства, используются в исследованиях экологической обстановки. Для выбора под применение в бытовой среде газоанализаторы указанных типов тоже предпочтительны.

Термокаталитический

Способ работы термокаталитического анализатора строится на контроле тепла. Для этого в конструкцию включена платиновая спираль и катализатор. Когда воздушная смесь с примесью газа вступает в реакцию с катализатором, то температура рабочего элемента увеличивается, что меняет сопротивление спирали.

Область применения	Применяется для контроля довзрывоопасных концентраций газов.
Преимущества	Быстрая реакция, долговечность и устойчивость к изменениям окружающей среды.
Недостатки	Возможны «отравления» испарениями серы, ртути, свинца. Они требовательны к обслуживанию, не подходят для измерения малых концентраций газов.

Термокондуктивный

Работает на основе разницы в теплопроводности. Когда рабочий элемент контактирует с газом, меняется теплопроводность, увеличивается температура. В таких моделях газоанализаторов компенсирующий элемент изолирован от газа. Их можно использовать для анализа негорючих газов, в бескислотной среде.

Область применения	Применяется для измерения больших концентраций газов.
Преимущества	Характеризуется стабильностью показаний и долговечностью.
Недостатки	Малая избирательная способность относительно исследуемого компонента.

Устройство, принцип работы и сферы применения газовых анализаторов

На сайте нашей компании вы можете выбрать газоанализаторы, но, прежде, чем сделать это, нужно ознакомиться с их устройством и назначением.

Есть ощутимо отличающиеся по конструкции промышленные газоанализаторы, руководство по эксплуатации каждого из них представляет схему данного устройства. Правда, есть и набор базовых компонентов, который у любой модели этих агрегатов представлен:

Корпусом. Он надежно защищает все рабочие элементы.
Аккумулятором. У каждого прибора должен быть источник питания энергией.
Устройством пробоподготовки (пробоотборный насос). Оно выполняет отбор пробы газовой смеси, которую нужно проанализировать, ее очистку, приведение ее температуры, давления и прочих параметров к требуемым нормам.
Приемником. Он формирует выходные унифицированные сигналы, соответствующие содержанию определяемого вещества в газовой смеси.
Измерительным прибором. Это может быть один из стандартных приборов.

Схема аналитического блока оптического газоанализатора

Современные газовые анализаторы конструктивно могут представлять собой два устройства: измерительный блок и ПК. Модель ОАС-3750-3 относится к такому оборудованию.

Принцип работы газоанализатора основан на поглощении веществ, составляющих смесь, специальными реагентами. Но у каждой разновидности этого оборудования свои рабочие особенности. Например, принцип действия может основываться на зависимости теплопроводности анализируемого газа от концентрации в нем СО2. А в основу функционирования магнитных устройств положено физическое свойство – парамагнетизм.

На всевозможных производствах и предприятиях используют газоанализаторы, установка или периодическое применение такого оборудования необходимо, если они:

Пожаро-, взрыво- и химически опасны.
Требуют аттестации как вредные.
Оснащены любыми типами топливосжигающих и газотурбинных установок.

С помощью этих агрегатов:

Выполняют экологический контроль концентрации загрязняющих веществ.
Испытывают топочно-горелочные и газоочистные устройства.
Определяют безопасность работ с огнем в подвалах и колодцах и т.д.

Фотоионизационный

Фотоионизационные анализаторы подходят для контроля низких концентраций газа, так как обладают повышенной чувствительностью. При попадании в сенсор газ ионизируется посредством УФ света, в результате образуется ток, пропорциональный значению концентрации.

Область применения	Приборы оптимальны для летучих органических соединений, подходят для обнаружения различных веществ.
Преимущества	Широкий спектр определяемых веществ, возможность фиксации низких концентраций.
Недостатки	Недостатком некоторых моделей является риск попадания частиц пыли в ионизационную камеру, что приводит к уменьшению потока излучения и уменьшению чувствительности прибора.

Электрохимический

Датчик работает на основе электролиза. Три электрода помещены в корпус с электролитом, между двумя из них постоянное напряжение. При наличии газа проходит химическая реакция, которая провоцирует выработку тока на рабочем и интегрирующем электродах. Между током и концентрацией газа наблюдается пропорциональная зависимость.

Область применения	Такие модели применяются для контроля ПДК газов.
Преимущества	Характеризуются точностью и отличной воспроизводимостью результатов.
Недостатки	Недостатками можно назвать низкую селективность, крупные габариты, необходимость носить с собой реагенты и блоки.

Выводы и полезное видео по теме

На примере мобильной модели можно понять принцип работы газового анализатора:

Точный анализ окружающей среды позволяет обезопасить природу, сделать чистыми места проживания людей. Анализаторы раскрывают полностью картину состояния окружающей атмосферы, дают возможность оценить обстановку и незамедлительно принимать меры, если есть отклонения от стандартизированных норм.