Proponiamo di considerare i principi operativi di base alla base degli analizzatori di gas industriali progettati per garantire la sicurezza in settori quali l'industria, l'energia, il petrolio e il gas, agricoltura, complesso di difesa, trasporti, ecc. Una classe di strumenti deve essere in grado di rilevare eventuali fughe di gas e vapori esplosivi fino al limite inferiore di esplosività. (NKPR). Un'altra classe di dispositivi prevede il rilevamento di eventuali fughe di gas tossici e vapori liquidi prima di raggiungere il livello MPC (limite di concentrazione consentita). Sia nel primo che nel secondo caso, gli analizzatori di gas devono fornire segnali utilizzati per eliminare i processi che portano a perdite.

La tabella seguente descrive i principi di funzionamento, vantaggi e svantaggi vari tipi analizzatori di gas industriali.

Principio di funzionamento, vantaggi e svantaggi dei vari tipi di sensori per analizzatori di gas

1. ANALIZZATORI OTTICI DI GAS

La base della maggior parte degli analizzatori di gas prodotti da Meteospetspribor sono i sensori ottici (assorbimento IR). In termini di tutta una serie di parametri, superano significativamente i sensori di gas termocatalitici, elettrochimici e a semiconduttore utilizzati nell'industria.

I sensori ottici hanno elevata stabilità zero, sensibilità, selettività, velocità, non sono avvelenati da maggiori concentrazioni di gas controllati e associati e possono funzionare in un ambiente privo di ossigeno.

Design ottico di base

Molti gas hanno bande di assorbimento caratteristiche nella regione infrarossa dello spettro.

Pertanto, la concentrazione del gas può essere misurata mediante l'assorbimento della radiazione che passa attraverso un campione di gas.

Negli analizzatori ottici di gas, per aumentare la stabilità zero, nonché per compensare la possibile influenza di umidità, polvere e altri fattori che possono assorbire la luce, viene utilizzato un circuito ottico a due raggi con compensazione automatica, in cui l'intensità di due raggi che passa lungo lo stesso percorso ottico e viene misurata la lunghezza L'onda di un raggio (di misura) si trova nella regione di assorbimento e l'altro raggio (di riferimento) si trova nella regione di trasparenza del gas da rilevare.

Gli elementi reali (emettitori e fotorilevatori) utilizzati nell'analizzatore di gas cambiano i loro parametri con i cambiamenti di temperatura, nonché durante il processo di invecchiamento. Per compensare automaticamente queste variazioni, nel circuito ottico vengono introdotti altri due raggi che non attraversano la miscela di gas analizzata.

Elevata stabilità dello zero e della sensibilità, durata

Il motivo principale per passare agli analizzatori di gas ottici è una posizione zero stabile e una sensibilità stabile al gas controllato. Ciò significa che non è necessaria la calibrazione giornaliera.
L'uso di prodotti microelettronici a semiconduttore come elementi sensibili garantisce il funzionamento degli analizzatori ottici di gas per più di dieci anni. Tutto ciò garantisce ai nostri dispositivi un elevato rapporto qualità/prezzo.

Natura delle misurazioni senza contatto e non distruttiva

Il vantaggio degli analizzatori ottici di gas rispetto ai sensori elettrochimici, termocatalitici e a semiconduttore è l'assenza di contatto tra l'atmosfera inquinata e gli elementi sensibili: solo un fascio di luce attraversa il campione di gas, e l'emettitore e il fotorivelatore sono protetti da finestre trasparenti realizzato in vetro chimicamente resistente. Pertanto, le sostanze e i composti chimicamente aggressivi (ad esempio cloro, zolfo, fosforo, fluoro, ammoniaca, ossidi di azoto, piombo tetraetile, ecc.) che danneggiano gli analizzatori di gas in base a reazioni chimiche sono sicuri per gli analizzatori di gas ottici. Non temono i sovraccarichi di concentrazione fino alla concentrazione del 100% del gas da determinare e il tempo di recupero dopo un sovraccarico è determinato solo dal tempo di aggiornamento del contenuto Camera a gas.

Selettività

Una caratteristica unica degli analizzatori di gas ottici è la selettività. In essi, a differenza di altri tipi - dispositivi termocatalitici, elettrochimici, semiconduttori - è esclusa la reazione ad altre sostanze, poiché gli spettri di assorbimento vari gas non corrispondono.
In particolare viene misurata la concentrazione di metano nell'atmosfera contenente altri idrocarburi.
Gli ingegneri della JSC "Meteospetspribor" hanno sviluppato un metodo protetto da brevetto europeo, che ha permesso di ottenere una selettività record nella misurazione delle concentrazioni di metano rispetto al propano: S = 1000.

Alte prestazioni

Tra i vantaggi degli analizzatori ottici di gas c'è anche la velocità. Se per i sensori il cui funzionamento si basa sull'interazione chimica con il gas misurato, il tempo di misurazione è determinato dalla velocità delle reazioni chimiche ed è di diversi secondi, per gli analizzatori ottici di gas la velocità raggiunge una frazione di secondo.

Funzionamento in un ambiente privo di ossigeno

Non può essere ignorata la capacità unica degli analizzatori ottici di gas di effettuare misurazioni in un ambiente privo di ossigeno, ad esempio nello spazio interparete riempito di azoto dei serbatoi di stoccaggio della benzina.

Ampio campo di misura

Modificando la lunghezza della camera a gas è stato possibile creare strumenti per la misurazione in un ampio intervallo di concentrazioni e con diverse sensibilità. Una lunghezza del percorso di 4 – 5 metri (a questo scopo vengono utilizzate cuvette ottiche a passaggio multiplo) consente di misurare le concentrazioni di metano al livello di fondo naturale - 10-4 frazioni di volume e per misurazioni nell'intervallo di (0-100 )% di frazioni di volume con una precisione di ±1% è sufficiente un percorso di 1 cm.

Si noti che gli analizzatori di gas termocatalitici sono in grado di misurare solo in un intervallo ristretto di concentrazioni pre-esplosive. Elevate concentrazioni di idrocarburi li disabilitano.

Offriamo una linea di analizzatori di gas che funzionano come strumenti di misura ad alta precisione in ogni possibile intervallo terrestre di concentrazioni di idrocarburi, da 1 ppm al 100% del volume.

Possono funzionare:
come rilevatori di perdite altamente sensibili,
come dispositivi per il controllo ambientale (1 ....100 ppm)t
come dispositivi per la misurazione delle concentrazioni pre-esplosione di idrocarburi nei sistemi di sicurezza (100 ppm -5 giri/min,%),
come dispositivi per controllo tecnico nei settori del gas, del petrolio e della raffinazione del petrolio

Inoltre, i sensori ottici hanno una selettività unica.

Raccogliere varie combinazioni i sensori che funzionano come parte di questo modello di analizzatore di gas possono soddisfare qualsiasi requisito tecnico specifico

2. ANALIZZATORI DI GAS TERMOCATALITICI

L'importanza dell'ottica è spiegata dallo specifico principio di funzionamento, ad esempio, di un sensore termocatalitico, che in termini di sicurezza è inferiore a un sensore ottico.
Lo svantaggio principale degli elementi di conversione termica è la graduale perdita di sensibilità dovuta a cambiamenti strutturali nella superficie cataliticamente attiva durante il loro funzionamento a lungo termine in condizioni atmosferiche difficili, come, ad esempio, quelle riscontrate su oggetti reali.
Come ha dimostrato l’esperienza operativa, perdita totale La sensibilità si manifesta in un periodo che varia da diversi mesi a diversi anni. Questo inconveniente è fondamentale ed è dovuto alla natura chimica del processo di interazione tra la superficie dell'elemento sensibile cataliticamente attivo ed i gas analizzati.
Tale interazione chimica a livello atomico-molecolare porta ad un graduale cambiamento della struttura della superficie dell'elemento sensibile, aggravato in condizioni reali dalla presenza di vapori acidi e alcalini acque sotterranee, così come microdosi di gas che sono veleni per catalizzatori - alcuni gas contenenti zolfo, vapori di composti siliconici di origine tecnogenica, ecc.
IN condizioni normali questo porta ad un cambiamento graduale nelle letture dello strumento.
In caso di emergenza, l’utilizzo di un analizzatore di gas termocatalitico può semplicemente portare al disastro.
In caso di incendio il dispositivo verrà avvelenato dai prodotti della combustione e potrebbe non innescare un vero e proprio rilascio. Inoltre, in uno spazio ristretto struttura sotterranea Durante la combustione si verifica un forte calo della concentrazione di ossigeno.

3. ANALIZZATORI DI GAS ELETTROCHIMICI

I sensori termici catalitici nei sistemi di sicurezza (a causa della loro specificità) vengono utilizzati sempre meno. Di norma, questo è il controllo dei gas esplosivi, dove i sensori ottici presentano innegabili vantaggi. Sfortunatamente, i metodi ottici non possono essere utilizzati efficacemente nell'intervallo 1-100 ppm. Questa è l'area MPC per i gas velenosi. Anche qui i metodi ottici possono funzionare efficacemente, ma ciò richiede la costruzione di dispositivi molto grandi in dimensioni e peso. Ad esempio, per un gas come H2S il livello MPC è ≈100 ppm. Per costruire un analizzatore ottico di gas per un tale intervallo di concentrazioni, è necessario disporre di una cella ottica di oltre 10 m, il che non è accettabile. A questo proposito, per risolvere problemi di sicurezza in caso di perdite di gas come H2S, CO, NH3, NO, NO2, H2, O2, Cl2, SO2, ecc., vengono utilizzati sensori elettrochimici nella gamma MPC (1-200 ppm ). Nonostante i loro difetti, sono più adatti in termini di rapporto qualità/prezzo.

4. ANALIZZATORI DI GAS A SEMICONDUTTORI

I sensori a semiconduttore, a causa dei loro difetti, non possono essere utilizzati per creare strumenti di misura, ma possono essere utilizzati con successo per creare tutti i tipi di rilevatori di perdite per gas come metano, propano, butano, acetilene, gas monossido di carbonio, ammoniaca, idrogeno solforato, idrogeno, benzina, alogeni, freon, alcool e altri solventi industriali.

Conclusione.

Pertanto si possono trarre le seguenti conclusioni:

1. Gli analizzatori ottici di gas industriali (sia portatili che fissi) sono i più adatti per garantire un rilevamento affidabile di fughe di gas esplosivi e infiammabili.

2. Per il rilevamento affidabile di possibili perdite di gas tossici al livello della concentrazione massima consentita nell'area di lavoro, gli analizzatori di gas elettrochimici sono i più adatti.

3. Per creare rilevatori di perdite efficaci sia per gas infiammabili che tossici, i dispositivi basati su sensori a semiconduttore sono i più adatti.

Gli analizzatori di gas termocatalitici hanno esaurito la loro durata utile e sono obsoleti all'attuale livello di sviluppo industriale.

Un analizzatore di gas lo è dispositivo di misurazione, progettato per determinare la concentrazione di alcuni componenti nelle miscele di gas. Può funzionare in modalità manuale o automatica. Il risultato della misurazione è espresso come percentuale di concentrazione o segnala semplicemente un eccesso critico della norma stabilita di una determinata sostanza nell'aria o in un altro ambiente gassoso. Il dispositivo è progettato per misurare il contenuto di un singolo componente e non può rispondere a concentrazioni in eccesso di un altro.

Tipi di dispositivi per funzionalità

Gli analizzatori di gas sono suddivisi in diversi tipi a seconda della loro scopo funzionale. Sono prodotti nella forma:

• indicatore.
• Rilevatore di perdite.
• Dispositivo di segnalazione.

Dispositivi indicatore tipo sono destinati a misurazioni a breve termine per determinare la concentrazione di un determinato componente in un ambiente gassoso. Tali dispositivi sono spesso rappresentati da modelli portatili portatili.

Analizzatori di gas in forma rilevatori di perdite sono anche portatili. Sono progettati per rilevare perdite nei tubi del gas. Utilizzando tale dispositivo, è possibile determinare con precisione l'area danneggiata attraverso la quale si verifica una perdita nell'atmosfera. Il dispositivo funziona quasi secondo il principio di un indicatore, ma non analizza il volume totale di gas nella stanza, ma lo copre spazio limitato attorno all'elemento sensibile. Applicando il dispositivo al tubo, il gas viene scansionato attorno alle sue pareti in modo da individuare la zona dove la concentrazione in eccesso sarà massima.

Spesso tali dispositivi sono dotati di un involucro antideflagrante, che elimina la formazione di scintille che possono incendiare l'ambiente se si analizzano danni ai tubi con gas infiammabili. I rilevatori di perdite si trovano spesso tra i dipendenti delle società di gestione immobiliare che controllano la tenuta dei collegamenti ai tubi. Si tratta di dispositivi compatti e leggeri che consentono di analizzare l'aria per la presenza di impurità di gas naturale in pochi secondi.

Analizzatori di gas in forma dispositivi di segnalazione effettuare un'analisi continua della composizione dell'ambiente gassoso. Sono rappresentati da apparecchiature fisse fissate immobili. Quando si ricevono dati che superano i valori consentiti, il dispositivo lo segnala alla centrale, producendo un segnale acustico o luminoso. Il pannello di controllo può interrompere automaticamente l'erogazione del gas o attivare una ventilazione aggiuntiva.

Esistono analizzatori dotati di proprie apparecchiature luminose e sonore per comunicare il pericolo. Alcuni dispositivi sono completi di valvola elettrica, che chiude il tubo quando il dispositivo viene attivato. In questo caso, si verificano processi automatici senza la partecipazione del pannello di controllo, che consente di rifiutarsi di utilizzarlo.

Tipi di gas a cui reagiscono gli analizzatori

L'analizzatore di gas può avere una varietà di design che rispondono a qualsiasi sostanza gassosa. I dispositivi più popolari includono strumenti calibrati per misurare la concentrazione dei seguenti tipi di gas:

• Idrogeno solforato.
• Propano.
• Metano.
• Monossido di carbonio.
• Ossigeno.
• Anidride solforosa, ecc.

Analizzatore di gas domestico

Secondo i requisiti legali, gli analizzatori di gas devono essere installati negli impianti industriali e nelle caldaie. Nelle aree in cui lavorano sistemi di riscaldamento, vengono utilizzati strumenti che analizzano la concentrazione di anidride carbonica e gas infiammabili. Negli impianti di produzione dove esiste il rischio di rilascio di altri tipi di gas, vengono installati anche analizzatori che reagiscono a tali sostanze. Nei locali domestici la presenza di tali apparecchiature non è necessaria. Allo stesso tempo, l'uso di analizzatori di gas aumenta notevolmente la sicurezza. Attrezzature offerte dai produttori per locali domestici non necessita di collegamento alla centrale. Ciò riduce i costi di equipaggiamento di una stanza con sensori sensibili e sistemi di controllo.

Esistono due tipi di apparecchiature utilizzate nei locali domestici: per infiammabili e monossido di carbonio. I dispositivi che reagiscono alle miscele infiammabili sono installati in quei locali dove sono presenti consumatori di gas. Tali dispositivi sono fissi. Si montano a parete vicino ad una possibile fonte di perdita e sono collegati tramite fili ad una valvola elettrica installata all'uscita tubo del gas o all'uscita della bombola. Se viene superata la concentrazione di gas consentita, il dispositivo emette un segnale acustico e luminoso e comanda inoltre all'elettrovalvola di interrompere l'alimentazione.

Più comuni sono elettrodomestici, reagendo al monossido di carbonio. La sua formazione avviene durante la combustione di gas ordinario, legna, carbone e qualsiasi altro oggetto. Tali dispositivi, quando rilevano una concentrazione eccessiva di monossido di carbonio, emettono un segnale acustico e luminoso. In presenza di ventilazione forzata, il dispositivo è collegato al suo controllo. Accende la cappa, che rinfresca l'aria nella stanza. Se il dispositivo è installato in una stanza con una moderna caldaia, l'attivazione del sensore porta all'interruzione dell'apporto di ossigeno alla camera di combustione. Ciò arresta la combustione e impedisce un aumento della concentrazione di monossido di carbonio.

I dispositivi domestici funzionano continuamente. La frequenza dell'analisi dell'aria interna viene eseguita a intervalli di 5-60 secondi. Prima che la concentrazione di sostanze pericolose nell’aria raggiunga un livello critico, analizzatore di gas domestico emette segnali di allarme che indicano aumenti significativi di sostanze pericolose. Ciò consente di reagire tempestivamente e risolvere il problema prima che venga attivato un allarme e vengano avviati processi automatici.

Spesso gli analizzatori di gas domestici sono combinati e dispongono di sensori sensibili che reagiscono a diverse sostanze. Di solito si tratta di tre componenti: metano, propano-butano e monossido di carbonio.

Tali dispositivi sarebbero appropriati per l'installazione nelle seguenti stanze:

• Negli appartamenti e nelle case.
• Garage.
• Locali caldaie.
• Stoccaggio bombole gas.

Tipi di analizzatori di gas in base ai principi fisici di funzionamento

A seconda del principio fisico con cui viene analizzato l'ambiente gassoso per identificare i singoli componenti, esistono più di 10 tipi di analizzatori di gas. Non esiste un design completamente universale che consenta di analizzare la composizione di qualsiasi miscela. Per alcuni tipi di gas viene utilizzato un principio fisico, mentre per altri è inefficace o pericoloso.

Si distinguono i seguenti tipi popolari di analizzatori di gas:

• Termoconduttometrico.
• Pneumatico.
• Magnetico.
• Infrarossi.
• Ionizzazione.
• Ultravioletto.
• Luminescente.

Termoconduttometrico reagire alla conduttività termica della miscela. Questi dispositivi analizzano l'efficienza del trasferimento della temperatura in un ambiente gassoso. Tali apparecchiature sono adatte nei casi in cui il livello di conduttività termica del gas principale e delle impurità da rilevare è significativamente diverso.

Pneumatico analizzare la viscosità della miscela presente nella stanza. Questi dispositivi non hanno componenti elettrici, quindi possono essere utilizzati in aree esplosive. Gli elementi meccanici del dispositivo non creano scintille, quindi il rischio di accensione del gas è eliminato.

Magnetico L'analizzatore di gas viene utilizzato per analizzare l'ossigeno. Dispositivi simili utilizzato in vari meccanismi ad alta tecnologia in cui la miscela di gas viene preparata per la combustione. Secondo questo principio funziona la sonda lambda montata nel sistema di scarico delle auto moderne. Il dispositivo determina la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico, che consente di valutare l'efficienza della combustione del carburante.

Infrarossi Irradiano l'ambiente gassoso con raggi infrarossi, dopo di che sensori sensibili reagiscono al livello di assorbimento della luce emessa da parte delle molecole della sostanza. Tali dispositivi hanno un involucro a prova di esplosione, quindi vengono spesso utilizzati con sostanze esplosive. Una parte significativa delle apparecchiature di laboratorio e industriali funziona secondo questo principio.

Ionizzazione L'analizzatore di gas controlla la conduttività elettrica e i gas ionizzati. In presenza di impurità è diversa la conducibilità elettrica, che viene registrata dal dispositivo e visualizzata come percentuale di concentrazione. Tali dispositivi possono funzionare solo con gas che non possono accendersi.

Ultravioletto Funzionano secondo un principio simile a quelli a infrarossi, tranne che si irradiano con raggi ultravioletti. Questi dispositivi analizzano anche l'intensità dell'assorbimento dei raggi diretti su di loro dalle molecole del mezzo misurato.

Luminescente L'analizzatore di gas misura le proprietà luminescenti dei gas. Queste proprietà differiscono a seconda della concentrazione di alcune impurità. Questi dispositivi non sono così comuni, poiché ce ne sono molti altri tecnologie semplici produzione di apparecchiature funzionanti secondo un principio diverso, che consente di ottenere dati con la stessa precisione, ma con costi inferiori per la produzione dell'analizzatore.

Ci sono anche altre apparecchiature che funzionano su diversi principi fisici. È meno comune perché è costoso da produrre o richiede manutenzione. Spesso tali analizzatori di gas funzionano secondo un principio chimico e richiedono che i dispositivi siano riempiti con reagenti, che devono essere rabboccati dopo essere stati esauriti. Tali dispositivi vengono utilizzati per gas specifici che non vengono analizzati con altri metodi.

L'analisi dei mezzi gassosi è un'attività obbligatoria nel lavoro degli impianti chimici, così come in molti imprese industriali. Tali studi sono procedure per misurare l'uno o l'altro componente in una miscela di gas.
Ad esempio, nelle imprese minerarie, la conoscenza delle caratteristiche dell'aria in una miniera è una questione di sicurezza e gli ambientalisti determinano così la concentrazione di elementi nocivi.
Tali analisi non vengono spesso utilizzate per scopi domestici, ma se si presenta tale compito, è possibile utilizzare anche un analizzatore di gas.
Questo è un dispositivo di misurazione che consente di determinare la composizione della miscela di gas.

I compiti principali degli analizzatori di gas:
controllo dell'atmosfera dell'area di lavoro (sicurezza);
controllo delle emissioni industriali (ecologia);
controllo processi tecnologici(tecnologia);
controllo dell'inquinamento atmosferico nelle aree residenziali (ecologia);
controllo dei gas di scarico dei veicoli (ecologia e tecnologia);
controllo dell'aria espirata da una persona (alcol);
Separatamente possiamo menzionare il controllo dei gas nell'acqua e in altri liquidi.

Classificazione degli analizzatori di gas:
Di funzionalità(indicatori, rilevatori di fughe, allarmi, analizzatori di gas);
in base alla progettazione (fisso, portatile, portatile);
dal numero di componenti misurati (monocomponente e multicomponente);
dal numero di canali di misura (monocanale e multicanale);
per lo scopo previsto (garantire la sicurezza sul lavoro, controllare i processi tecnologici, controllare le emissioni industriali, controllare i gas di scarico dei veicoli, per il controllo ambientale.

- sono progettati per risolvere una serie di problemi nel campo del monitoraggio ambientale e del controllo dell'inquinamento atmosferico e dell'inquinamento atmosferico nell'area di lavoro, nonché per altri scopi è necessario effettuare misurazioni in vari punti dell'azienda, che sono non sempre dotati di prese di corrente.

In questi casi quelli portatili diventano indispensabilianalizzatori di gas (analizzatori di gas portatili)!

A differenza di analizzatori di gas fissi, tali dispositivi si distinguono per la loro compattezza, mobilità e facilità d'uso, nonché per i brevi tempi di preparazione al lavoro e un'ampia gamma di condizioni operative.

Aree di applicazione degli analizzatori di gas portatili:
In recipienti e locali chiusi (tunnel, pozzi, camini, condotte, ecc.);
Negli impianti per l'estrazione e la lavorazione di vari prodotti petroliferi;
Su vasche di decantazione dell'acqua, vasche fecali e di filtrazione stazioni di pompaggio;
Nell'industria automobilistica;
Nei laboratori chimici e in altri processi produttivi associati al rilascio di vari inquinanti;
Oltre allo scopo sopra indicato, gli analizzatori di gas portatili vengono utilizzati per la calibrazione e la verifica degli analizzatori di gas fissi.

Vantaggi degli analizzatori di gas portatili:
Basso costo;
Mobilità;
Facilità di funzionamento;
Ampia gamma di gas e inquinanti rilevabili;
Elevata sensibilità dei sensori, che consente di determinare anche le frazioni più piccole sostanze nocive;
Possibilità di collegare sensori elettrochimici, termocatalitici o ottici;
Ampia gamma di modelli;
Velocità dell'unità a microprocessore;
Rilevazione istantanea della presenza di vapori esplosivi;
Può fungere da dispositivo di calibrazione per analizzatori di gas fissi;
Dimensioni compatte e un peso leggero;
Vengono effettuate misurazioni sia della composizione qualitativa che quantitativa della miscela di aria o gas;
Consente di controllare contemporaneamente il contenuto di un massimo di diversi gas nell'aria dell'area di lavoro;
Possibilità di configurare e programmare le soglie di risposta del dispositivo;
Disponibilità di interfacce (IR, Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet, ecc.) per la connessione a un computer o stampante;
Disponibilità di memoria per la registrazione dei risultati, dell'ora e delle date delle misurazioni.

- progettato per l'installazione permanente in area di lavoro impianti e mietitrebbie industriali, laboratori chimici, imprese di raffinazione del petrolio e produzione di gas e altre industrie.

Si tratta di dispositivi efficaci e di alta precisione che hanno il grado di protezione adeguato, sono altamente affidabili e possono essere dotati di un sistema di automazione per la rimozione di gas velenosi, tossici e infiammabili da varie stanze!

Gli analizzatori di gas fissi vengono utilizzati nei casi in cui è necessario effettuare misurazioni periodiche costanti e abbastanza frequenti della concentrazione di inquinanti e ossigeno in un'area industriale per mantenere il livello richiesto e per organizzare controllo tecnologico dietro i processi produttivi.

Ambito di applicazione degli analizzatori di gas fissi:
Locali caldaie;
Unità di refrigerazione;
Locali in GRP (punti di distribuzione del gas);
Aree di lavoro delle imprese industriali;
Laboratori;
Unità diesel e turbine;
Sistemi fognari;
Forni, ecc.

I principali vantaggi degli analizzatori di gas fissi:
Affidabilità;
Prezzo accettabile;
Elevata precisione di misurazione;
Capacità di controllare più gas contemporaneamente;
Lungo termine operazione;
Possibilità di attrezzare i locali sistema automatico ventilazione di scarico;
Telecomando composizione della miscela d'aria;
Elevato grado di protezione del dispositivo.

Nonostante le numerose varianti di progettazione del dispositivo, in ciascun modello è presente una serie di componenti di base. Prima di tutto, questo è l'alloggiamento, che contiene tutti gli elementi di lavoro dell'analizzatore di gas.
Il fatto è che tali dispositivi richiedono alto grado protezione, pertanto è necessario imporre seri requisiti al guscio esterno.
Quasi tutti i dispositivi necessitano di alimentazione elettrica, quindi anche la batteria può essere considerata una parte essenziale del dispositivo.
Successivamente dovremmo passare a un componente più critico. Questo è il trasduttore primario, ovvero il sensore dell'analizzatore di gas o l'elemento di rilevamento, che fornisce dati diretti per la misurazione.
Va detto che esistono diversi tipi di tali sensori, inclusi termocatalitici, infrarossi, elettrochimici e ottici. Il compito di questo elemento è convertire la componente desiderata della composizione del gas in un segnale elettrico.

Successivamente entra in funzione un dispositivo di misurazione e visualizzazione che elabora questo segnale e ne rappresenta gli indicatori sotto forma di indicazione o visualizzazione.
Il principio di funzionamento di un sensore termochimico (termocatalitico) si basa sulla dipendenza diretta del calore ottenuto durante la combustione del gas rilevato dalla concentrazione di questo gas.
Nei sensori elettrochimici, il componente da testare interagisce con uno strato sensibile direttamente sull'elettrodo o con uno strato di soluzione elettrolitica conduttiva vicino ad esso.

Una cella elettrochimica (ECC), di norma, ha due o tre elettrodi per eseguire una reazione elettrochimica.

I sensori elettrochimici presentano i seguenti vantaggi rispetto alle apparecchiature analitiche convenzionali:
- ingombri ridotti;
- alta selettività;
- Facilità d'uso;
- semplicità del design;
- alta affidabilità;
- risorsa lavorativa significativa;
- costo relativamente basso.

Si distinguono i seguenti sensori elettrochimici:
coulometrico, potenziometrico, amperometrico (voltammetria), conduttometrico.

I sensori ottici registrano i cambiamenti nella densità ottica della miscela di gas in esame ad una determinata lunghezza d'onda.
Si distinguono i seguenti sensori ottici: spettrofotometrico, luminescente.

Controllo degli analizzatori di gas
Tutti gli analizzatori di gas, a norma di legge, vengono periodicamente verificati o tarati. La verifica viene effettuata una volta all'anno, la frequenza di calibrazione è stabilita dal proprietario dell'analizzatore di gas.

Quando si esegue la verifica, vengono eseguite le seguenti operazioni:
♦ Ispezione esterna
♦ Determinazione della resistenza dell'isolamento elettrico, verifica della tenuta dell'impianto gas
♦ Determinazione delle caratteristiche metrologiche.
♦ Determinazione dell'errore ridotto principale dell'analizzatore di gas.
♦ Controllo dell'allarme del campo di misura utilizzando un segnale di uscita unificato

Sfortunatamente, è impossibile creare un analizzatore di gas universale, con l'aiuto del quale sarebbe possibile risolvere tutti i problemi dell'analisi del gas, poiché nessuno dei metodi conosciuti non consente di effettuare misurazioni con la stessa precisione nel più ampio intervallo possibile di concentrazioni.
Viene effettuato il monitoraggio di diversi gas, in diversi intervalli di concentrazione metodi diversi e modi. Pertanto, i produttori progettano e producono dispositivi per risolvere compiti specifici misurazioni.

Per riassumere, bisogna dire che gli analizzatori di gas lo sono dispositivi insostituibili, che vengono utilizzati sia in produzione che in casa e consentono di determinare la composizione qualitativa e quantitativa degli inquinanti nell'area di lavoro o in qualsiasi altra stanza in cui è presente fattori pericolosi perdite di sostanze e gas nocivi.

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L'analisi dei mezzi gassosi è un'attività obbligatoria nel lavoro degli impianti chimici, così come in molte imprese industriali. Tali studi sono procedure per misurare l'uno o l'altro componente in una miscela di gas. Ad esempio, nelle imprese minerarie, la conoscenza delle caratteristiche dell'aria in una miniera è una questione di sicurezza e gli ambientalisti determinano così la concentrazione di elementi nocivi. Tali analisi non vengono spesso utilizzate per scopi domestici, ma se si presenta tale compito, è meglio utilizzare un analizzatore di gas. Questo è un dispositivo di misurazione che consente di determinare la composizione della miscela di gas. Tuttavia, ci sono molte varietà di questo dispositivo, che presentano differenze fondamentali.

Dispositivo analizzatore di gas

Nonostante le numerose varianti di progettazione del dispositivo, in ciascun modello è presente una serie di componenti di base. Prima di tutto, questo è l'alloggiamento, che contiene tutti gli elementi di lavoro dell'analizzatore di gas. Il fatto è che tali dispositivi richiedono un elevato grado di protezione, quindi è necessario imporre requisiti seri al guscio esterno. Quasi tutti i dispositivi necessitano di alimentazione elettrica, quindi anche la batteria può essere considerata una parte essenziale del dispositivo. Successivamente dovremmo passare a un componente più critico. Questo è il trasduttore primario, ovvero il sensore dell'analizzatore di gas o l'elemento di rilevamento, che fornisce dati diretti per la misurazione.

Va detto che esistono diversi tipi di tali sensori, inclusi termocatalitici, infrarossi ed elettrochimici. Il compito di questo elemento è convertire la componente desiderata della composizione del gas in un segnale elettrico. Successivamente entra in funzione un dispositivo di misurazione e visualizzazione che elabora questo segnale e ne rappresenta gli indicatori sotto forma di indicazione o visualizzazione. Ora vale la pena considerare i tipi di analizzatori di gas esistenti.

Modelli termochimici

Dispositivi di questo tipo forniscono un principio di misurazione determinando effetto termico da una reazione chimica che coinvolge il componente desiderato. Di norma, nel processo viene utilizzata la tecnica dell'ossidazione dell'ossigeno. Pertanto, un tale dispositivo può essere considerato un analizzatore di gas ossigeno e la funzione dei catalizzatori viene eseguita dalla hopcalite, che viene applicata a un supporto poroso. La misurazione degli indicatori di ossidazione viene effettuata utilizzando termistori metallici o semiconduttori. In alcuni casi, la superficie dei termistori in platino funge anche da catalizzatore. In genere, i modelli termochimici vengono utilizzati per lavorare con gas e vapori infiammabili e nel processo possono essere utilizzati per determinare, ad esempio, il contenuto di ossigeno dell'idrogeno.

Dispositivi magnetici

In questo caso parliamo anche di dispositivi volti alla determinazione dell'ossigeno. Un analizzatore di gas di questo tipo monitora la suscettibilità dei magneti rispetto al mezzo in esame a seconda della concentrazione di ossigeno in esso contenuta. Sembrerebbe che questo componente possa essere determinato da altri tipi di dispositivi, ma esiste una caratteristica. Il fatto è che un analizzatore di gas magnetico è un misuratore in grado di determinare la concentrazione in miscele complesse con maggiore precisione. È inoltre necessario distinguere tra dispositivi magnetomeccanici e termomagnetici. Nel primo caso, il dispositivo misura la forza che agisce in un campo magnetico non uniforme su un elemento sensibile posto nel mezzo in esame, ad esempio un rotore. Le letture dipenderanno dalla temperatura e dalla pressione del mezzo. Il principio di funzionamento dei modelli termomagnetici si basa su una convenzione che nasce quando una miscela di gas interagisce con temperature e campi magnetici disomogenei.

Modelli pneumatici

Tali dispositivi funzionano in base alla misurazione della viscosità e della densità. Per fare ciò, vengono analizzati i dati sulle proprietà idromeccaniche del flusso. Va detto subito che ci sono tre opzioni dispositivi simili: acceleratore, jet e pneumoacustico. Un analizzatore di gas a farfalla è un dispositivo con un convertitore che misura quando una miscela di gas lo attraversa. I modelli a getto misurano le caratteristiche dinamiche della pressione della miscela di gas che scorre dall'ugello. In genere, dispositivi di questo tipo vengono utilizzati quando si lavora con composti di azoto e cloruro.

Il dispositivo pneumoacustico comprende due fischi con frequenze approssimativamente uguali di circa 4 kHz. Il primo fischio fa passare attraverso se stesso il gas analizzato e il secondo - la composizione per il confronto. Di conseguenza, l'analizzatore di gas dell'aria consente di confrontare le frequenze di vibrazione, convertendo gli indicatori in vibrazioni pneumatiche utilizzando un amplificatore. Un tipo viene utilizzato per garantire che il segnale venga fornito.

Modelli a infrarossi

Il principio di funzionamento di tali analizzatori di gas si basa sull'assorbimento selettivo di molecole di vapore e gas mediante radiazione infrarossa. È importante considerare che il dispositivo prevede l'assorbimento di quelle miscele di gas le cui molecole contengono almeno due atomi diversi. La specificità degli spettri molecolari nei vari gas determina anche la maggiore selettività di tali dispositivi. Ad esempio, esistono versioni regolari e dispersive del convertitore. Un analizzatore di gas dispersivo è un dispositivo che utilizza la radiazione generata da monocromatori, cioè prismi. I rappresentanti convenzionali di questa classe utilizzano radiazioni non monocromatiche, fornite a causa delle caratteristiche dei circuiti ottici. A questo scopo vengono utilizzati filtri luminosi, speciali ricevitori di radiazioni e altri componenti. Inoltre, gli analizzatori di gas a infrarossi possono utilizzare rilevatori di radiazioni non selettivi, in particolare termopile, bolometri e componenti a semiconduttore.

Come utilizzare il dispositivo?

È importante che l'utente del dispositivo acquisisca familiarità con il display o altro dispositivo di output delle informazioni incluso con il dispositivo. Di norma, i display moderni mostrano la data, oltre a diversi campi per i dati sulla composizione della miscela di gas. Le istruzioni per l'analizzatore di gas in una configurazione specifica consentiranno di ottenere informazioni complete sul significato dei campi e dei canali del dispositivo. In realtà, il controllo delle funzioni del dispositivo dipende anche dal modello specifico. Di norma è sufficiente attivare l'apparecchio in un ambiente gassoso. Successivamente, quando vengono raggiunte le concentrazioni soglia del componente desiderato, il dispositivo emetterà un segnale. In alcuni modelli è possibile anche l'indicazione luminosa. Nello stesso momento, le linee principali su Composizione chimica miscela di gas e le proprietà di un componente specifico per il quale è stato configurato il dispositivo.

Verifica del dispositivo

Come ogni analizzatore di gas, necessita di verifica. Questa procedura ti consentirà di valutare condizione tecnica, le prestazioni del dispositivo, nonché la sua conformità. Molto spesso, sono soggetti a guasti nelle prestazioni analizzatori di gas portatili, quindi dovrebbero essere sottoposti a manutenzione più spesso. Quindi, come viene effettuata la verifica? La procedura viene eseguita su un banco di prova speciale. Si inizia con l'ispezione del dispositivo, testando la sostituzione degli elementi difettosi. Seguono le attività di calibrazione e l'esecuzione delle impostazioni necessarie.

La verifica diretta prevede l'utilizzo di un dispositivo per valutare la concentrazione di un determinato componente in una bombola di gas compresso. Cioè, vengono utilizzate miscele speciali, con l'aiuto delle quali gli analizzatori di gas vengono controllati per l'analisi di un componente specifico.

Gli analizzatori di gas sono apparecchiature che aiutano a misurare con precisione la composizione qualitativa e quantitativa del gas. Il principio di funzionamento di un analizzatore di gas non è molto complicato, ma ogni tipo di apparecchiatura ha le proprie caratteristiche. Questi punti possono essere meglio rappresentati nel diagramma di un analizzatore di gas. In questo articolo esamineremo sia il principio generale di funzionamento che il funzionamento di alcuni modelli di analizzatori di gas.

Principio generale di funzionamento

Il principio di funzionamento si basa sull'assorbimento delle sostanze costituenti da parte di reagenti speciali. Ciò avviene in una sequenza speciale. Se il principio di funzionamento è automatico, la misurazione avviene in modo continuo, ovvero senza interruzioni. Ciò è conveniente in quanto i parametri fisico-chimici della miscela di gas vengono registrati accuratamente, cosa possibile anche quando si interagisce con i singoli componenti della sostanza.

L'analisi di varie miscele di gas viene utilizzata dalle imprese dei settori metallurgico, chimico e della generazione di calore. I dati che chiariscono la quantità di determinati componenti sono necessari per controllare il processo al fine di ottimizzarlo successivamente ed eseguire il debug del suo funzionamento.

Le apparecchiature per la misurazione del gas includono modelli tipi diversi. Differiscono tra loro per alcuni parametri e principi di funzionamento.

Il loro lavoro si basa sul fatto che la conduttività termica di una miscela di gas dipende da quali componenti sono inclusi nella sua composizione. Questo analizzatore di gas è composto dalle seguenti parti principali:

1. La cella di misura ha la forma di un canale cilindrico, realizzato in materiale ad alta conduttività termica e riempito con il gas analizzato.
2. Un elemento riscaldante, che si trova all'interno del canale ed è alimentato da una fonte di tensione.

La cella è piena d'aria. Se il valore corrente è stabile, allora un elemento riscaldante avrà una certa temperatura, nel qual caso il calore ricevuto dall'elemento e il calore che trasferisce al materiale del canale saranno uguali tra loro.

Se il canale non è riempito di aria, ma di gas, che differisce per conduttività termica, l'elemento riscaldante avrà una temperatura diversa. Se la conduttività termica del gas supera la conduttività termica dell'aria, la temperatura dell'elemento sarà inferiore, ma se non supera, ma diminuisce, la temperatura dell'elemento aumenterà.

Dispositivi ottici

La base di funzionamento di questo tipo di dispositivo è che il flusso di radiazione viene assorbito in modo selettivo da vari gas. Nella parte infrarossa dello spettro viene solitamente effettuata una modifica dell'assorbimento selettivo, poiché è in questo luogo che si osserva la selettività dell'assorbimento.

Questo analizzatore di gas ha:

1. Fonte radiazione infrarossa;
2. Telecamere con due canali ottici, che differiscono solo per il contenuto interno: la camera di confronto è piena aria pulita e la camera di lavoro soffia costantemente attraverso una miscela di gas controllata; un flusso di radiazioni infrarosse entra in queste telecamere.
3. Camere filtranti.

Il flusso di radiazione, quando attraversa il volume della seconda camera di lavoro, perde parte della sua energia. Ciò non accade quando si passa attraverso la camera di confronto. Entrambi i flussi di radiazioni entrano poi nelle camere del filtro, dove si trovano i componenti non misurati della miscela di gas. A questo punto l'energia corrispondente allo spettro è completamente assorbita.

Analizzatori di gas termochimici

Tali dispositivi determinano l'energia del calore generato quando passa una miscela di gas reazione chimica. Il principio di funzionamento si basa sul processo di ossidazione dei componenti del gas. Tuttavia, vengono utilizzati catalizzatori aggiuntivi, come catalizzatori di platino finemente suddivisi e rame-manganese.

Uno speciale termistore aiuta a misurare la temperatura risultante. Questo dispositivo modifica la sua resistenza, che dipende dalla temperatura, il che contribuisce a modificare la corrente che passa.

Analizzatori di gas elettrochimici

Questo modello è progettato per rilevare gas tossici. La sua particolarità è che può essere utilizzato in aree pericolose. Questo dispositivo è compatto, a risparmio energetico e insensibile alle sollecitazioni meccaniche.

La base per il funzionamento di questi analizzatori di gas è il fenomeno della compensazione elettrochimica. Ciò significa che viene rilasciato uno speciale reagente che reagisce con un componente specifico della miscela. Esistono diversi tipi di analizzatori di gas elettrochimici:

• potenziometrico; il loro scopo è misurare il rapporto di intensità di campo;
• conduttometrico elettrico; rispondono ai cambiamenti di tensione e corrente;
• galvanico; sensibile ai cambiamenti nella conduttività elettrica.

Come puoi vedere, il principio di funzionamento degli analizzatori di gas non è complicato, tuttavia, un tipo di dispositivo differisce dall'altro poiché persegue obiettivi diversi. Analizzatori di gas – dispositivi utili, permettendoti di determinare lo stato del gas in questo momento al chiuso, che manterrà la salute umana a un livello accettabile.