Газоанализатор: устройство и принцип работы
Содержание
Газоанализатор представляет собой специализированное устройство, которое позволяет измерять концентрацию различных компонентов в составе газовых смесей. Прибор может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме, фиксируя допустимые или критические уровни тех или иных веществ в воздухе либо другой среде. Основная функция газоанализатора заключается в том, чтобы своевременно определять содержание определенного газа и предупреждать об опасном его превышении. Стоит отметить, что устройство измеряет только тот компонент, для которого оно предназначено, и не реагирует на концентрацию иных веществ.
Газоанализатор кислорода Сигнал
Основные виды газоанализаторов
Газоанализаторы применяются в самых разных областях. В быту их можно встретить в квартирах, оборудованных индивидуальными отопительными системами, в частных домах и канализационных колодцах. Приборы востребованы и в промышленной сфере. Ими оборудуют сырьевые хранилища, производственные цеха и другие объекты, где может произойти утечка опасных веществ. Газоанализаторы помогают эффективно контролировать концентрацию кислорода, углеводородов, метана и других летучих веществ. В зависимости от задач применяются различные типы устройств.
Газоанализаторы классифицируются по нескольким признакам.
По назначению
Классификация основывается на функциональном назначении приборов. Основные категории газоанализаторов по этому критерию:
- индикаторы. Устройства, используемые для кратковременного контроля концентрации компонентов. Обычно это портативные приборы, которые применяются для временного анализа газовой среды;
- течеискатели. Компактные приборы, которые помогают обнаружить утечки газа в трубопроводах и точно определить место повреждения;
- сигнализаторы. Стационарные устройства, которые контролируют газовую среду в постоянном режиме. При превышении допустимого уровня концентрации вещества они подают звуковой или световой сигнал, а также передают информацию на пульт управления.
По принципу работы
Выделяют несколько видов газоанализаторов, различающихся по принципу действия:
Инфракрасный анализатор газа 102 ФА-04
- термокондуктометрические. Фиксируют теплопроводность газов, которая может различаться у основного вещества и примесей. Такие приборы помогают определить даже малые концентрации примесей благодаря различиям в способности проводить тепло;
- пневматические. Газоанализаторы без электрических компонентов, которые подходят для использования во взрывоопасных средах. Состоят только из механических узлов, не создающих искры, что исключает риск взрывов и возгораний;
- магнитные. Такие газоанализаторы применяются в сложных технологических установках, где важно оценивать уровень кислорода или других газов перед их сжиганием. Например, в выхлопных системах автомобилей используют магнитные анализаторы (лямбда-зонды) для определения эффективности сгорания топлива;
- инфракрасные. Данные устройства регистрируют степень поглощения ИК-излучения при его прохождении через газовую среду. Эти приборы, оснащенные взрывозащищенными корпусами, широко применяются как в лабораториях, так и на опасных промышленных объектах;
- ионизационные. Измеряют электропроводность ионизированных газов, которая изменяется в зависимости от концентрации и типа примесей. Ионизационные анализаторы отображают наличие контролируемого вещества в процентах. Их используют исключительно в условиях пожаробезопасной среды;
- ультрафиолетовые. По принципу действия схожи с инфракрасными газоанализаторами. Однако диапазон излучения здесь смещен в ультрафиолетовую область. Устройства позволяют оценить содержание газов за счет измерения интенсивности поглощения УФ-лучей;
- люминесцентные. Менее распространены, поскольку характеризуются сложностью конструкции и относительно высокой стоимостью. Принцип работы этих приборов основан на измерении люминесценции газов под воздействием излучения. Сегодня их обычно заменяют устройствами, выполненными по более доступным технологиям.
По конструкции
По конструктивным особенностям газоанализаторы делятся на два вида:
- портативные. Небольшие устройства для временного контроля уровня газа в ограниченных пространствах. Компактные и удобные, они часто используются для перемещения по разным участкам, подавая сигнал при превышении допустимых значений;
-
стационарные. Более крупные устройства, предназначенные для постоянного мониторинга содержания веществ в воздухе на промышленных предприятиях. Стационарные модели чаще всего закрепляются на стенах или специальных щитах и могут передавать данные на компьютеры, а также управлять внешними системами в случае опасного превышения концентрации газа.
Стационарный газоанализатор отходящих (дымовых) газов ДОЗОР-С
Самые простые газоанализаторы комплектуются только датчиком утечки и средством оповещения. Более сложные приборы могут оснащаться дисплеем для отображения результатов измерения, а также другими дополнительными узлами, расширяющими функционал оборудования.
Как работают анализаторы газа
Принцип работы газоанализаторов обычно базируется на зависимости теплопроводности газовой смеси от концентрации углекислого газа и других компонентов. Известно, что у CO₂ показатель проводимость тепла ниже, чем у большинства газов, что позволяет определить его присутствие. Основная часть устройства представляет собой сравнительную схему переменного тока с тремя мостами: рабочим, сравнительным и компенсационным. Ее чувствительные элементы располагаются в закрытых ампулах. Рабочий мост построен по дифференциальному принципу: два элемента реагируют на анализируемый газ, а два других — на контрольный. По разнице значений сопротивления резисторов, вызванной их неравномерным нагревом, определяется концентрация углекислого газа.
Для контроля содержания O₂ используют похожий принцип. Например, анализатор, часто применяемый для оценки содержания кислорода в дымовых газах котельных, состоит из рабочей и сравнительной камер. Также устройство включает газоразборные элементы с фильтрами и блоки регулировки параметров газа и воздуха, которые выравнивают их влажность и температуру.
Настройка и запуск газоанализатора
Чтобы включить газоанализатор, нажмите и удерживайте кнопку «ВКЛ» примерно 3 секунды. При правильном запуске вы услышите звук микронасоса и постоянный звуковой сигнал, а на экране появится обозначение «----». Звуковой сигнал прекратится, когда устройство полностью активируется.
При необходимости откалибровать устройство для измерений в чистом воздухе без горючих газов выполните следующие действия:
- Включите газоанализатор в условиях чистого воздуха без горючих газов, удерживая кнопку «ОТКЛ», чтобы запустить режим «Подстройка нуля». На экране появится надпись «0--». После этого кнопку «ОТКЛ» можно отпустить.
- Введите код 428 для подтверждения. Для выбора разрядов используйте кнопку «ОТКЛ», а для изменения значений — «ВКЛ». Если введен неверный код, устройство автоматически отключится.
- После правильного ввода кода на экране в течение 120 секунд будет отображаться постоянное значение.
- Нажмите кнопку «ОТКЛ» для завершения калибровки, после чего газоанализатор переключится в режим измерения.
Когда концентрация газа достигает установленного порога, на дисплее появится сообщение «ПОРОГ», сработает световой и прерывистый звуковой сигнал.
Как выбрать газоанализатор
Производители газоанализаторов постоянно работают над улучшением моделей, выпуская приборы с расширенным функционалом и усовершенствованными характеристиками. При выборе устройства важно учитывать специфику среды и вещества, которые предстоит контролировать. Кроме того, необходимо оценить взрывоопасность среды: от этого зависит, какой тип оборудования будет безопасен в конкретных условиях.
Еще один важный момент — принцип работы. Оптические анализаторы, несмотря на высокую стоимость, обеспечивают наибольшую точность и широкий диапазон газов. Термохимические приборы более доступны по цене, но отличаются меньшей чувствительностью и сравнительно медленной реакцией. Электрохимические газоанализаторы — оптимальное решение для предприятий, где необходимо отслеживать концентрацию нескольких веществ одновременно. Они имеют высокую чувствительность, но могут потребовать дополнительного обслуживания.
Поверка и калибровка
Поверка газоанализаторов — обязательная процедура, подтверждающая их точность и соответствие метрологическим требованиям. Она необходима для поддержания прибора в исправном состоянии и проводится как при производстве, так и в процессе эксплуатации. Выделяют следующие виды поверок:
- первичная. Осуществляется при выпуске прибора или после его ремонта;
- периодическая. Проводится по окончании межповерочного периода, определенного в документации;
- внеочередная. Требуется в случае механических повреждений или потери документации;
- инспекционная. Выполняется по решению органов метрологической службы;
- экспертная. Необходима при разногласиях в оценке пригодности устройства.
В процессе поверки используются методики, утвержденные государственными организациями, а ее результатом является специальный знак или клеймо в паспорте прибора. При обнаружении несоответствия газоанализатор признается непригодным для эксплуатации. Для каждого прибора устанавливается межповерочный интервал — как правило, это один год.
Заключение
Газоанализаторы являются незаменимыми устройствами как в быту, так и на производственных объектах. Они обеспечивают точный контроль уровня газов в рабочей зоне, помогая предотвратить утечки и минимизировать риск негативных последствий. Правильно выбранный и регулярно поверяемый газоанализатор станет важным элементом системы безопасности и эффективного мониторинга окружающей среды.
