Сенсоры и датчики для приборов газового анализа

Что такое «отравление катализатора»

Необратимая потеря чувствительности, известная как «отравление катализатора», возникает в результате воздействия следующих веществ:

• кремний органических соединений (например, гидроизолирующих веществ, некоторых клеёви компаундов, отдельных масел и жиров, некоторых лекарственных препаратов);
• тетраэтилсвинца (содержащегося, например, в этилированном бензине);
• серосодержащих соединений (например, диоксида серы, сероводорода);
• галогенсодержащих соединений (например, ряда галогенных углеводородов);
• фосфорорганических соединений (например, гербицидов, инсектицидов, а также эфиров фосфорной кислоты в огнеупорных гидравлических жидкостях).

Сенсоры могут быть защищены от большинства каталитических ядов фильтрами с активированным углём или другими поглотителями. Однако применять фильтры следует с большой осторожностью, поскольку, несмотря на то, что они могут послужить превосходной защитой от каталитических ядов, такие фильтры, в частности с использованием активированного угля, приводят к понижению чувствительности к углеводородам и могут даже препятствовать обнаружению высших углеводородов.

Фильтры имеют ограниченный срок службы и требуют периодической замены. Также отмечается влияние повышенной влажности контролируемой среды на работоспособность сенсоров, оснащённых угольными фильтрами.

Таблица основных преимуществ и недостатков некоторых газоанализаторов

На сегодняшний день наибольшего распространения получили:

• Оптические газоанализаторы;
• Электрохимические газоанализаторы.

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.

Что такое сенсор для газоанализаторов?

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.

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.

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

Выбор прибора для анализа загазованности

Пытаясь сделать выбор устройства, желательно определиться, какая задача будет возложена на прибор. Исходя из намеченных задач, проще подыскать требуемую комплектацию. К тому же денежный вопрос при точном подборе комплектации решится в пользу покупателя. Чем меньше деталей комплекта, тем ниже стоимость.

Вниманию при выборе обычно подлежат следующие рабочие критерии:

• список поддерживаемых газов;
• граничные значения измерения концентраций;
• возможности анализа объёмных и массовых долей;
• время непрерывной работы;
• возможность ведения измерений сразу в нескольких точках.

Конечно же, определённую роль в процессе подбора оборудования играет внешнее исполнение. Наличие защитных свойств, таких как влагозащищённый корпус, блокировка проникновения пыли и сажи – всё это также важно, если рассчитывать на долговечность анализатора.

Мобильная модель газового анализатора, привлекательная помимо удобства использования ещё и тем, что заключена в надёжный влагонепроницаемый корпус. Плотное исполнение корпуса защищает также от попадания внутрь пыли

Учитывая насыщенность российского рынка газовыми анализаторами иностранного производства, приходится выбирать с оглядкой на адаптацию к отечественным условиям. Понятно, если информационная часть устройства на иностранном языке, пользоваться таким прибором сложнее. Правда со временем можно-таки привыкнуть.

Насколько частыми должны быть замены и как обстоят дела с приобретением запасных комплектующих – это тоже вопрос выбора, требующий внимательного подхода. Да и срок гарантии не последняя деталь, на которую следует обратить внимание.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Обзор производителей газоанализаторов

Среди зарубежных компаний, чья продукция снискала популярность на отечественном рынке, выделяется немецкая компания Testo AG. Выпускает широчайший ассортимент контрольно-измерительной аппаратуры, включая газоанализаторы разного вида.

Компания существует больше полвека и за этот период времени научилась создавать действительно качественную, добротную во всех отношениях технику.

Конкретно по газовым анализаторам: фирмой Testo AG поставляются на рынок устройства, способные измерять, анализировать, выдавать характеристики различных дымовых газов, формируемых отопительным оборудованием.

Вполне достойный выбор газовых анализаторов обеспечивает также отечественная компания Политехформ-М. Это один из крупных производителей контрольно-измерительных приборов и аналитической техники. На базе предприятия действует собственная экспериментально-лабораторная база, чем обеспечивается удачная разработка современных устройств.

Ассортимент Политехформ-М представляют модели газовых сигнализаторов из серии «Сигнал» и «Сигма», включая многоканальные конструкции. Также предприятием выпускается серия детекторов «ДМГ» и  прочее оборудование. Среди конкретных примеров можно отметить: «Сигнал-033», «Сигма 1М», «ДМГ-3».

Продукт российской компании Политехформ-М – многоканальный газовый анализатор, функционально обеспечивающий всеобъемлющий контроль газовой среды. Приборы компании ценятся не только за функциональность, но также за надёжность

Питерская компания Информаналитика разработала и выпускает серию устройств под маркой «Хоббит». Серия «Хоббит-Т» охватывает широкий диапазон веществ, с которыми приборы могут работать и выполнять анализ.

Практически все виды газов, используемых в промышленном производстве и бытовой сфере, подаются анализу с помощью прибора, разработанного компанией из Санкт-Петербурга. Правда, «Хоббит-Т» – оборудование, которое относится к разряду стационарных устройств. Этот фактор несколько ограничивает пользовательский выбор.

Ещё одна немецкая компания «Фёссен» через своё дочернее предприятие WITT поставляет быстрые, точные, многофункциональные газоанализаторы. Причём выбор для потребителя практически не ограничен по конструктивному исполнению приборов.

Компактная мобильная и потому удобная модель газоанализатора немецкого производства. Техника измерений и анализа от фирмы «WITT» удачно вписалась в российский рынок. Продукты самого разного класса здесь пользуются спросом

Ассортимент WITT наполнен стационарными и мобильными приборами, рассчитанными на производство выборочного или поточного контроля. Все виды газов доступно анализировать техникой WITT, а область возможного применения начинается с пищевой сферы и завершается металлургией.

Интересными для выбора отмечаются приборы компании Промэкоприбор. Относительно молодая российская фирма (2009 год) разрабатывает и продвигает на отечественном рынке современную аналитическую технику экологического назначения.

Интересными эффективными и продуктивными приборами снабжает отечественный рынок российская компания «Промэкоприбор». Компания выпускает изделия промышленного назначения , но есть также отдельные разработки, пригодные для быта

Примечательно, что выпускаемая компанией продукция полностью соответствует нормативной документации для отечественного применения. Список продуктов компании возглавляют приборы серии «Полар» и «Тест». Это переносные многокомпонентные анализаторы газа, предназначенные под системы контроля промышленных процессов.

Удобные в применении приборы бытового назначения поставляет в Россию итальянская компания Seitron s.r.l. На российском рынке итальянцы работают более 15 лет и за это время успели поставить более 450 наименований контрольно-измерительной аппаратуры.

Для бытовой сферы интерес может представлять, к примеру, разработка «Seitron RGDMETMP1» – сигнализатор загазованности природным газом, поставляемым магистральным газопроводом.

Снискавший популярность в России итальянский газовый анализатор RGDMETMP1 – продукт компании «Seitron s.r.l». Идеально подходит для применения в условиях домашнего хозяйства.

Вместе с тем ассортимент компании рассчитан на широкую аудиторию потребителей

Это всего лишь один отдельно взятый пример итальянского оборудования. В целом же техника Seitron способна покрыть спрос в широком диапазоне потребностей.

Анализатор газа – электронный прибор, который всё чаще становится нужным аксессуаром для многих моментов современной жизни. Научно-технический прогресс дал людям множество полезных вещей и продуктов, но вместе с тем принёс массу вредных технологий производства и условий эксплуатации.

Особенности электрохимических сенсоров.

1. Изменения, происходящие в электролите, а также на поверхности электродов, сокращают срок службы сенсора. Со временем происходит деградация сенсора.
2. Газоанализаторы, использующие электрохимические сенсоры, требуют периодической корректировки дрейфа нуля и чувствительности и, в конце концов, сенсоры, выработавшие свой ресурс, подлежат замене.
3. 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.

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.

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.

Малогабаритный удобный в применении течеискатель – конструкция, имеющая прямое отношение к анализаторам газовой среды. Использование подобных устройств является актуальным для различных условий промышленного производства и бытовой сферы

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

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

Прочие классификации газоанализаторов

Так как измерения разных газов производится различными методами, универсальный газоанализатор создать очень сложно. Поэтому каждый прибор предназначен для измерений конкретного типа. По своему назначению можно выделить следующие группы газоанализаторов: устройства для контроля технологических процессов и промышленных выбросов, измерения и анализ в процессе очистки воды, контроль в рудничной атмосфере, анализ выбросов двигателя, газоанализаторы систем обеспечения безопасности и охраны труда и пр.

В зависимости от функциональных возможностей, приборы анализа газа можно разделить на индикаторы, сигнализаторы, течеискатели, газоанализаторы.

Индикаторы и течеискатели работают по принципу точечного оповещения с помощью линии индикаторов – количественные показатели измеряемого компонента отражаются большим (в случае большого объема измеряемого вещества) или маленьким (когда измеряемого компонента мало) числом горящих индикаторов.

По конструктивному исполнению газоанализаторы могут быть крупногабаритные, которые чаще всего являются стационарными и применяются для непрерывной работы, переносные – без труда перемещаются с одного объекта на другой и легко вводятся в эксплуатацию, и портативные – самого маленького размера.

В зависимости от конструктивных особенностей газоанализаторов, они могут быть направлены на измерение одного или нескольких компонентов. Причем, измерение нескольких веществ может происходить как одновременно, так и поочередно.

Также, разные модели газоанализаторов могут иметь как один, так и несколько каналов измерения, соответственно устройства делятся на одноканальные и многоканальные.

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.

Пример из группы оптических газоанализаторов – приборов, получивших наибольшее распространение в самых разных областях. Оптические анализаторы газовой среды обладают высокой точностью измерений

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.

Сенсоры и датчики для приборов газового анализа

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.

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.