Газовый анализ – это качественный и количественный анализ воздушной смеси. Анализ проводят посредством газоанализаторов. Они точно определяют количество вредных веществ в воздушных массах.
Аппараты оснащают специальными датчиками, которые быстро реагируют на отклонение воздушной смеси от нормы. Это особенно важно для замеров в рабочих цехах и при аварийных ситуациях: определить место утечки и покинуть помещение.
Сферы применения:
- Пищевая отрасль;
- Металлургическая промышленность;
- Медицина;
- Нефтяная отрасль;
- Санитарно-эпидемиологическая служба.
Разновидности газовых анализаторов
Выделяют ручные и автоматические модели. Среди ручных анализаторов широко используют химические абсорбционные. В таких анализаторах реагенты поглощают проверяемые вещества.
Автоматические модели определяют физические и химико-физические свойства воздушной смеси и ее отдельных компонентов.
Сейчас популярностью пользуются автоматические анализаторы. Их разделяют на три большие группы:
- Приборы, работа которых основана на физических методах анализа и вспомогательных химических реакциях. Измеряют изменение объема или давления газовой смеси в ходе химических реакций отдельных компонентов.
- Приборы, работа которых строится на физических методах анализа и вспомогательных физико-химических процессах. Термохимические приборы измеряют тепловой эффект в ходе реакции. Электрохимические модели определяют количество газа по изменению проводимости электролита, прореагировавшего с компонентами смеси. В фотоколориметрических газоанализаторах применяемые вещества изменяют цвет в процессе реакций.
- Приборы, работы которых основа только на физических методах анализа. Термокондуктометрическими газоанализаторами измеряют теплопроводность газов. Термомагнитными моделями определяют концентрацию кислорода в смеси. Оптические анализаторы измеряют оптическую плотность и спектры поглощения и испускания газовой смеси.
За счет дешевизны, универсальности и простоты эксплуатации широко распространены электрохимические газоанализаторы.
Недостатки: малая точность и избирательность замеров, малый срок работы отдельных чувствительных элементов, которые подвержены воздействию агрессивных веществ.
Классификация газоанализаторов
Газовые анализаторы классифицируют по:
- функциональным возможностям;
- конструктивному исполнению;
- количеству измеряемых веществ;
- количеству каналов замера;
- назначению.
По функциональным возможностям выделяют:
- Индикаторы;
- Течеискатели;
- Сигнализаторы.
Конструктивно газоанализаторы бывают:
- Стационарные;
- Переносные;
- Портативные.
По количеству каналов для замера газоанализаторы бывают:
- Одноканальные;
- Многоканальные.
Назначение газоанализаторов:
- Обеспечить безопасность проводимых работ;
- Контролировать технологические процессы;
- Контролировать состав и концентрацию промышленных выбросов;
- Контролировать состав и концентрацию выхлопных газов машин;
- Проводить экологический контроль.
Газоанализаторы по функциональным возможностям
Фото - анализаторы газа по функциональным возможностям
- Индикаторы. Предназначены для качественной оценки смеси на основании контролируемого компонента. Принцип работы «мало-много». Отображают информацию в виде линейки индикаторов. Если вещества много в воздушной смеси – светятся все индикаторы, если мало – подсвечивается один.
- Течеискатели. Снабжены зондом и пробоотборником. Предназначены для определения места утечки.
- Сигнализаторы. Выдают приблизительный результат концентрации определяемого газа. Порог сигнализации – один или несколько. При превышении порогового значения срабатывает сигнализатор (звуковой или визуальный сигнал).
- Непосредственно газоанализаторы. Вершина развития агрегатов. Выдают количественную и качественную характеристику воздушной смеси. Иногда оснащают дополнительными функциями: принтером, аналоговой сигнализацией, пороговыми устройствами и прочими.
Газоанализаторы по конструктивному исполнению
Газоанализаторы могут обладать разными размерами, весом, режимом работы.
Большие стационарные аппараты предназначены для длительной работы в тяжелых условиях.
Негабаритные модели перемещают между объектами исследования, малые – портативные, легко помещаются в руке.
Портативные модели позволяют добраться до труднодоступных мест, оснащены сменным блоком питания.
Газоанализаторы по количеству компонентов для замера
Конструктивно аппараты могут быть разработаны для анализа 2 и более компонентов.
Анализ проводится или одновременно, или по отдельности в зависимости от модели.
Выделяют одноканальные и многоканальные анализаторы. Одноканальные агрегаты оборудованы одним датчиком и одной точкой отбора пробы.
Количество каналов варьирует в пределах 1-16. В последних моделях производители расширили количество измеряемых газов до максимально возможного.
Газоанализаторы по назначению
На современном этапе не удалось создать универсальный анализатор, который решает все задачи анализа воздушной смеси. Контроль газов в разных условиях проводится по разным методикам измерения.
В связи с этим производители изготавливают приборы для решения конкретных проблем.
Основные задачи, решаемые газовым анализом:
- Контроль безопасности (анализ смеси рабочих мест, допуск к работе);
- Контроль экологии (анализ выбросов крупных предприятий и заводов и загрязнения в зоне жилых построек);
- Контроль технологии (анализ технологических процессов);
- Контроль технологии и экологии (анализ концентрации и количества выхлопных газов машин);
- Медицинский контроль (количественный и качественный состав выдыхаемой смеси человеком, к примеру, для установки наличия алкоголя).
Отдельно выделяют контроль газовой смеси в различных жидкостях.
Фото - промышленные и бытовые газоанализаторы
Принцип работы газоанализаторов
Портативный анализатор. В комплектацию входят:
- Пластиковый корпус;
- Аккумулятор;
- Сенсор кислородосодержания;
- Дисплей.
Данные замеров выводятся на экран. Сигнализация оповещает звуковым и световым сигналами о превышении допустимой концентрации.
Дополнительно измеряется температура окружающей среды. У приборов малый вес, время работы без подзарядки – 10 часов.
Оксиметр. Предназначен для определения кислорода в воде. Используют, к примеру, при разведении рыбы. В комплекте:
- Аккумулятор;
- Дисплей;
- Электрод;
- Калибровочный стакан и мембраны.
Калибровка проводится по воздуху. Информация выводится на экран, фиксируется температура окружающей среды.
В приборе допускается фиксировать значения замеров.
Достоинства оксиметров:
- Высокая точность измерений;
- Дистанционный замер нескольких газов одновременно;
- Долгий срок службы;
- Надежность и высокая защита.
Универсальный газоанализатор. Представитель класса – УГ-2. Определяет количественную и качественную характеристику газовой смеси в производственных и промышленных помещениях.
Определяемые вещества:
- Аммиак;
- Бензин;
- Окиси углерода;
- Ацетон;
- Окись азота и другие.
В комплектацию входят:
- Газоанализатор;
- Трубки-индикаторы;
- ЗИП-комплект;
- Инструкция по эксплуатации;
- Документация;
- Методики проверки.
В работе используют специальные трубки для измерения. Они меняют цвет в зависимости от состава воздушной смеси и наличия посторонних газов. Погрешность в замерах – до 25%.
Аппарат стабильно работает при температуре 10-35 градусов Цельсия. Атмосферное давление может варьировать в пределах 86-106 кПа. Наличие пыли в помещении до 40 мг/м3.
В составе газоанализатора УГ-2 индикаторные трубки и воздухозаборное устройство. В основе работы изменение цвета индикатора при взаимодействии с определенным веществом.
В трубках в качестве индикатора специальный порошок. Он изменяет цвет в результате реакции с реагентом.
Высота окрашенного столбца пропорциональна концентрации определяемого вещества. По специальным таблицам устанавливают тип вещества и концентрацию в мг/м3.
Для измерения используют три трубки. Конечный результат – это среднее значение. Для точной характеристики его приводят к нормальным условиям: температура 293К, атмосферное давление 101 кПа, влажность 60%.
Перед анализом воздушной смеси проверяют герметичность деталей, снаряжают индикаторные трубки и фильтрующие патроны.