В нашем обзоре представлены портативные газоанализаторы для измерения концентрации горючих и ядовитых газов

Детектор СО (монооксида углерода). Что это и зачем нужно?

Время на прочтение

Во времена до исторического материализма и глобального потепления, когда Газпром еще не раскинул свои железные щупальца по планете и печное отопление было основным способом не дать дуба в нашем суровом климате, одним из самых опасных бытовых явлений был «угар». От него, бывало, гибли целыми семьями. А все почему? А потому что не было у них вот такого полезного девайса:

Детектор угарного газа от компании Даджет предназначен для сигнализации о наличии в воздухе опасных концентраций моноокиси углерода, СО. Это и есть «угарный газ», который образуется при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода. Как он образуется в бытовых условиях?

Два основных способа угореть (не пробуйте повторить это дома):

1. Если в разогретых печи или камине остались непрогоревшие угли, а вьюшку трубы закрыли. Самая часта причина угара в раньшие времена – экономные крестьяне обязательно закрывали трубу после топки печи, поскольку через печную тягу уходила часть тепла, выстуживая избу. Если это сделать чуть раньше, чем нужно, то дотлевающие в разогретой топке угли выделяли СО.

2. В наше время, когда печное отопление скорее редкость, а камины, в силу более открытой конструкции, все же менее склонны к образованию СО, наиболее частой причиной угара становится автомобиль, стоящий с заведенным мотором в гараже. Особенно при утреннем прогреве – холодный двигатель, работая на переобогащенной смеси, выделяет просто огромное количество СО. И, если вы думаете, что открытые ворота вас спасут – то нет, ничего подобного. Концентрация растет ОЧЕНЬ быстро, через ворота вентилироваться не успевает. Насмерть, конечно, вряд ли угорите, но голова потом будет болеть так, что живые позавидуют мертвым.

В общем, детектор этого самого СО – штука более чем нужная, особенно мне – человеку, проживающему в частном доме с печкой и камином, а также имеющему в качестве хобби возню с автомобилями в гараже.
Итак, детектор от компании «Даджет»:

Пластиковый белый корпус, цифровой ЖК-индикатор, одна кнопка, три светодиода, решетка сирены-кричалки.
Индикатор показывает два вида данных – температура воздуха в помещении:

Там же расположен индикатор заряда батарей. Сами батареи скрываются сзади, под крышкой отсека, одновременно являющейся крепежным (на стену) элементом:

Пластиковая панелька прикручивается к стене двумя шурупами, и на нее пристегивается само устройство.

Батарейки в отcеке подпружинены специальными пластиковыми упорами, так что при снятии прибора с основания так и норовят выпрыгнуть и раскатиться по углам.

Если устройство разобрать, то виден электрохимический сенсор:

Это элемент, который реагирует на химический состав воздуха изменением электропроводимости. Молекулы СО вступают в электрохимическую реакцию на электроде и позволяют использовать прямую линейную зависимость тока от концентрации измеряемого компонента.

Черный кругляш с дыркой – пьезокричалка PT-3534FP, 105dBA, от 2900Hz до 3900Hz. Чертовски громкая штука с редкостно противным звуком – разбудит с гарантией.

С обратной стороны платы две микросхемы:

Одна из них — HT16218, контроллер LCD-индикатора, а вторая так залачена, что я не разобрал.

Для проверки работоспособности устройства есть кнопка «Тест» — можно нажать на ее и послушать, как громко оно кричит. Но, согласитесь, это не самый надежный метод проверки. Хочется, так сказать, более реалистичного опыта.
Конечно, можно протопить печку, закрыть заслонку и посмотреть, что случится раньше – я помру или индикатор сработает, но мое доверие к технике не настолько велико, да и проветривать потом замучаешься, тем более, что на улице мороз.
Так что повысить содержание СО в тестовом объеме я решил более простым способом – подставив детектор под выхлоп автомобиля.

В общем, проверка показала, что устройство работоспособно, и оно торжественно заняло свое место в доме:

(Круглая штука рядом – детектор дыма, что тоже не лишнее при наличии печки). Поскольку СО легче воздуха, то размещать детектор лучше повыше, но не у самого потолка:

Выводы:
Для тех, у кого дом, как мой, топится печкой – реальный мастхэв. Возможно, эта штука никогда в жизни не сработает, но единственное ее срабатывание спасет жизнь всем, кто в доме. То же самое – закрытые камины с дверцами. За это определенно стоит отдать 2950 рублей – и пусть себе висит. При токе покоя 80мкА батареек хватит надолго.

Павел Иевлев, г. Воронеж

Обзор портативных газоанализаторов для измерения концентрации горючих и токсичных газов

Газоанализатор (газовый детектор, газосигнализатор) — это контрольно-измерительное устройство, предназначенное для измерения количества состава и концентрации одного измеряемого газа или группы измеряемых газов или паров в газовоздушной смеси.

В устройство газовая смесь подается на чувствительный элемент (ячейку, сенсор). Многокомпонентный портативный газоанализатор содержит несколько датчиков для различных газов в одном корпусе.

Стационарные приборы могут иметь несколько выносных блоков датчиков для определенных компонентов.

В зависимости от принципа действия их можно разделить на три основные группы:

• Газоанализаторы, которые основаны на физических методах анализа и использовании дополнительных химических реакции. Они измеряют объем и давление газовых смесей в результате химических реакций.
• Газоанализаторы, основанные на физико-химических методах анализа и дополнительных химических процессах (например, фотохимические, электрохимические, термокаталитические).
• Газоанализаторы, измеряющие с помощью исключительно физических методов анализа (например, оптических, теплопроводности, термомагнитных).

Современные производители газоанализаторов используют большинство из этих методов, но электрохимический метод является наиболее распространенным, поскольку он дешевле остальных, наиболее гибкий и простой в использовании. Недостатками этого метода являются низкая селективность и точность измерений, а также короткий срок службы (до 3–4  лет) газовых сенсоров, подверженных воздействию агрессивных сред и высоких концентраций.

Основные технические характеристики

Современные непрерывные газоанализаторы с автоматическим считыванием показаний и сигнализацией способны измерять концентрации от десятков процентов до малейших концентраций. Для правильного функционирования необходимо стабилизировать ряд параметров прибора, указанных производителем. Практически для всех типов и видов устройства необходимо стабилизировать скорость потока пробы через датчик, давление газа-пробы, температуру газа-пробы, напряжение питания измерительной цепи и чистоту газа от пыли, влаги и загрязняющих веществ.

Соответственно наиболее важными характеристиками можно выделить:

• Концентрация определяемого газа
• Количество измеряемых газов
• Объем первоначальной смеси

Очень важно в построении сети предусмотреть месторасположение газоанализирующего датчика, это позволит определить необходимый способ питания и уровень защищенности устройства. За это отвечает стандарт IP, который отображает уровень защищенности электроприборов от пыли и влаги. Однако, так же нельзя забывать про температурный режим работы прибора, рабочую влажность воздуха, атмосферное давление.

К основным характеристикам газоанализаторов можно также отнести и общую потребляемую мощность. Здесь всё просто, чем меньше, тем лучше.

В нашем случае необходимо предусмотреть способ подключения к сети LoRaWAN, поскольку большинство газоанализаторов имеют только интерфейс RS-485 или USB.

Примеры устройств

Зачастую существуют несколько модификаций одного устройства, из-за этого могут изменяться показатели основных характеристик (анализируемые газы и их концентрация). Сделаем обзор на газоанализаторы для анализа следующих газов: Метан (CH4) 40—60%, Углекислый газ (CO2) 35—45%, Кислород (O2), Азот (N2), Водород (H2), Водяной пар (H2O), Прочие соединения (H2S). В этой статье начнём с портативных.

Газоанализатор Микросенс (CH4, O2, CO, H2S)

Устройство измеряет: горючие газы (CH4, C3H8, C2H6) и углекислый газ (CO2) – при помощи оптических датчиков, а также объемные доли кислорода (O2), сероводорода (H2S), угарного газа (CO), хлора (CL2), аммиака (NH3), диоксида серы (SO2), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2) – при помощи электрохимических датчиков. Используется в угольной, нефтяной, газовой и энергетической промышленности. Количество контролируемых газовых компонентов – от 1 до 5 (в зависимости от модификации).

Особенности газоанализатора

• Непрерывное измерение и цифровая индикация контролируемых газовых компонентов.
• Подача световой и звуковой сигнализации при достижении концентрацией контролируемых газов заданного (порогового) уровня.
• Запись и последующее отображение экстремальных значений концентраций за период после включения.
• Функция «черного ящика» — запись результатов измерений в энергонезависимую память.
• Передача результатов измерений на ПК.
• Индикация текущей даты и времени.
• Индикация атмосферного давления.
• Электрическое питание: от заряжаемого встроенного аккумуляторного блока 4,2VDC.
• Защита от пыли и влаги: IP54, IP67 в зависимости от модификации.
• Время прогрева и выхода прибора в рабочий режим измерений не превышает, 120 сек.
• Время работы прибора от аккумуляторной батареи (при 25 оС), не менее, 100 ч.
• Срок службы, не менее, 10 лет.

GA5000 от Geotech

Портативный газоанализатор для анализа свалок и загрязненных территорий, который измеряет CH4, CO2, O2, H2S и CO. Прибор GA5000, простой в использовании и калибровке, отличается высочайшей надежностью на рынке и помогает стандартизировать процедуры мониторинга.

• Измерения: атмосферное давление, относительное давление и температура
• Метод обнаружения: инфракрасные и электрохимические датчики
• Скорость потока насоса: 550 мл / мин
• Искробезопасность: Зона ATEX 1 Ex II 2G Ex ib IIA T1 Gb (Ta от -10 до +50C)
• Время отклика: T90: CH4 ≤ 10 сек, C02 ≤ 10 сек, O2 ≤ 10 сек
• Источник питания: никель-металлогидридный аккумулятор (не заменяемый)
• Срок службы аккумулятора: 8 часов от полной зарядки
• Диапазон температур: от -10 до +75C с дополнительным датчиком
• Интерфейсы подключения к ПК: USB, Bluetooth
• Степень защиты корпуса: IP65

ФП-34 газоанализатор

Портативный многоканальный газоанализатор FP-34 непрерывного действия используется для измерения концентрации горючих и токсичных газов и кислорода, в воздухе, на рабочих местах промышленных и городских объектов. Используемые датчики: оптические, электрохимические и полупроводниковые.

• Прочный корпус из металла
• Встроенный микронасос и газозаборные штанги для принудительного забора пробы анализируемой среды
• Функция течеискателя для поиска утечки горючих газов, в т.ч. и из подземных газопроводов (чувствительность 0,0001 об.доли, %)
• Журнал автоматической регистрация данных (за последние 200 час. работы)
• Модуль Глонасс, GPS для привязки показаний к координатам местности
• Длительная работа газоанализатора при низким температурах от встроенной аккумуляторной батареи LiFePO4
• Широкий диапазон рабочих температур (от -40 до +50 градусов цельсия)
• Самотестирование и вывод на дисплее информации о характерных неисправностях прибора
• Время непрерывной работы, не менее, 30 ч
• Степень защиты корпуса: IP 20
• Диапазон рабочих температур, от -40 до +50 °С

GasAlertMicroClip XL (XT)

Портативный многокомпонентный газоанализатор предназначен для измерения и регистрации нескольких газов одновременно и непрерывно (24 часа). Компактный, недорогой и максимально простой в использовании, он обеспечивает продолжительную и надежную работу.

• Вес прибора 190 г
• Взрывозащита: 6РО Exial X/0 ExiallСТ4
• Температурный диапазон газоанализатора -40 до +50 °С
• Прибор сохраняет работоспособность при относительной влажности воздуха в пределах от 0 до 95% (без образования конденсата)
• Время обнаружения прибором загазованности и подача сигнала тревоги не превышает 15 секунд, время установления показаний не превышает 20 секунд
• В систему аварийной сигнализации прибора входит: Световая сигнализация (моргание светодиодов)
• Звуковая сигнализация со звуковым давлением 95 дБ; Вибрационная сигнализация
• Результаты измерения отображаются на жидкокристаллическом дисплее, встроенном в газоанализатор

ОКА-92МТ газоанализатор

OKA-92MT – портативный газоанализатор с цифровым дисплеем, многокомпонентный (1-5 газов одновременно), диффузионный отбор проб (без внутреннего насоса), с внутренним сенсорным блоком или выносным сенсорным блоком с кабелем 6-30 м.

Газоанализатор делятся на три основных исполнения:

• с выносным блоком датчиков на кабеле шесть и более метров;
• с выносным блоком датчиков «Хоббит-ТВ» во взрывозащищённом исполнении на кабеле шесть и более метров;
• с оснащённым встроенным блоком сенсором (малогабаритные индивидуальные и персональные).

• Небольшой вес и компактные размеры.
• Цифровая индикация результатов измерений на ЖК индикаторе.
• Встроенная звуковая и световая сигнализация.
• Электронная установка нуля.
• Специальная модификация прибора для применения водоканалами и ЖКХ для работы в колодцах различного назначения – с выносным блоком датчиков на кабеле от 6 до 30 метров.
• Возможность передачи результатов измерений на компьютер при помощи mini-USB кабеля.
• Возможность изготовления взрывозащищённого исполнения газоанализатора.
• Наличие индикации разряда аккумулятора.
• Широкий температурный диапазон эксплуатации прибора (от -40 до +50 °С).
• Средний полный срок службы прибора – 10 лет.

Заключение

Газоанализатор – сложное измерительное устройство, в большинстве своём они встречаются с возможностью модификаций для нужд пользователей. Часто, прибор обладает достаточной защищенностью, что позволяет использовать его в неблагоприятных условиях.

Портативный газоанализатор — это компактное устройство позволяющее изучать количество составов и концентрации газов. В данный момент, можно найти множество различных вариантов этого устройства, каждая отличается измеряемыми компонентами пределами их концентраций, а также способом измерений. В большинстве своём все портативные газоанализаторы достаточно защищены для разового снятия показаний в неблагоприятных условиях и непригодны для регулярной работы в такое обстановке.