Анализаторы газового состава

-наличие  памяти в газовом анализаторе,  а также сохранение в памяти  газоанализатора последних 99 записей; 

-автоматическая  установка в анализаторе нуля  и фиксация измерительного сигнала  на чистой ленте газоанализатора,  а также выдача газовым анализатором  предупреждений об ошибке;

-автоматический  расчет газоанализатором массовой  доли либо массовой концентрации  компонентов в газе или жидкости, поддающихся анализу, а также  их отображение на дисплее  анализатора. 
 
 
 
 
 
 

4 ТИП АНАЛИЗАТОРОВ  ГАЗОВОГО СОСТАВА  ПО РАЗНЫМ ПРИЗНАКАМ 

     Приборы условно можно разделить на несколько  типов по разным признакам:

       По назначению:

-Приборы  для контроля содержания в  воздухе контролируемого помещения  горючих газов, как правило,  для обеспечения пожарной и  взрывобезопасности работы в  котельных, на газораспределительных  и регулирующих станциях;

-Приборы  для контроля содержания ядовитых  газов в емкостях, колодцах, вент. шахтах, цехах химических производств  и других местах, где возможно  появление вредных для здоровья  газов;

-Лабораторные  приборы применяются для научно-исследовательских  целей, контроля и управления  тех. процессами;

-Приборы  экологического контроля и мониторинга  – контроль состояния окружающей  среды;

-Приборы  для контроля содержания определенных  веществ в отработанных газах  двигателей внутреннего сгорания, отопительных и технологических  котлов предназначены для настройки  и контроля работы этих устройств.

     По  управлению измерениями:

-Ручное  управление – при необходимости  произвести измерение оператор  нажимает кнопку, при этом запускается  процесс измерения;

-Автоматическая  работа – прибор непрерывно  или через определенные промежутки  времени измеряет и регистрирует  содержание измеряемых газов.

     По  принципу формирования результатов  измерения:

-Вывод  результатов измерения на дисплей  прибора;

-Архивация  результатов измерения в памяти  прибора;

-Подача  сигнала (звукового, светового)  при превышении заданной концентрации;

-Формирование  сигнала управления исполнительными  устройствами (электромагнитными клапанами,  затворами, компрессорами).

     По  конструктивному исполнению:

-Стационарные;

-Переносные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 КЛАССИФИКАЦИЯ АНАЛИЗАТОРОВ  ГАЗОВОГО СОСТАВА 

     На  современном рынке существует большое  многообразие анализаторов газового состава. Итак, рассмотрим их классификацию.

Газоанализаторов  классифицируют по принципу действия на пневматические, магнитные, электрохимические, полупроводниковые и др. Ниже излагаются физические основы и области применения наиболее распространенных газоанализаторов.  

     Термокондуктометрические  газоанализаторы.

     Их  действие основано на зависимости теплопроводности газовой смеси от ее состава.

Термокондуктометрические  газоанализаторы не обладают высокой  избирательностью и используются, если контролируемый компонент по теплопроводности существенно отличается от остальных, например для определения концентраций Н2, Не, Аг, СО2 в газовых смесях, содержащих N2, О2 и др. Диапазон измерения - от единиц до десятков процентов по объему.  

     Термохимические газоанализаторы.

     В этих приборах измеряют тепловой эффект химической реакции, в которой участвует  определяемый компонент. В большинстве  случаев используется окисление  компонента кислородом воздуха; катализаторы - марганцевомедный (гопкалит) или мелкодисперсная Pt, нанесенная на поверхность пористого  носителя. Изменение титры при  окислении измеряют с помощью  металлического или полупроводникового терморезистора. В ряде случаев поверхность  платинового терморезистора используют как катализатор. Величина связана  с числом молей М окислившегося  компонента и тепловым эффектом соотношением:, где kо коэффициент, учитывающий  потери тепла, зависящие от конструкции  прибора.  

     Магнитные газоанализаторы.

Применяют для определения О2. Их действие основано на зависимости магнитной восприимчивости  газовой смеси от концентрации О2, объемная магнитная восприимчивость  которого на два порядка больше, чем у большинства остальных  газов. Такие газоанализаторы позволяют  избирательно определять О2 в сложных  газовых смесях. Диапазон измеряемых концентраций 10-2 - 100%. Наиболее распространены магнитомеханические и термомагнитные газоанализаторы.  

     Пневматические  газоанализаторы.

Их действие основано на зависимости плотности  и вязкости газовой смеси от ее состава. Изменения плотности и  вязкости определяют, измеряя гидромеханические  параметры потока.  

     Инфракрасные  газоанализаторы.

     Их  действие основано на избирательном. поглощении молекулами газов и паров ИК - излучения в диапазоне 1-15 мкм. Это  излучение поглощают все газы, молекулы которых состоят не менее  чем из двух различных атомов. Высокая  специфичность молекулярных спектров поглощения различных газов обусловливает  высокую избирательность таких  газоанализаторов и их широкое применение в лабораториях и промышленности. Диапазон измеряемых концентраций 10-3 - 100%. В дисперсионных газоанализаторах используют излучение одной длины  волны, полученное с помощью монохроматоров (призмы, дифракционной решетки). В  недисперсионных газоанализаторах, благодаря особенностям оптической схемы прибора (применению светофильтров, специальных приемников излучения  и т.д.), используют немонохроматическое  излучение. 
 

     Ультрафиолетовые  газоанализаторы.

     Принцип их действия основан на избирательном  поглощении молекулами газов и паров  излучения в диапазоне 200-450 нм. Избирательность  определения одноатомных газов  весьма велика. Двух - и многоатомные газы имеют в УФ - области сплошной спектр поглощения, что снижает избирательность  их определения. Однако отсутствие УФ - спектра поглощения у N2, O2, СО2 и  паров воды позволяет во многих практически  важных случаях проводить достаточно селективные измерения в присутствии  этих компонентов. Диапазон определяемых концентраций обычно 10-2-100% (для паров Hg нижняя граница диапазона 2,5-10-6%).  

     Люминесцентные  газоанализаторы.

     В хемилюминесцентных газоанализаторах измеряют интенсивность люминесценции, возбужденной благодаря химической реакции контролируемого компонента с реагентом в твердой, жидкой или газообразной фазе.  

     Фотоколориметрические газоанализаторы.

     Эти приборы измеряют интенсивность  окраски продуктов избирательной  реакции между определяемым компонентом  и специально подобранным реагентом. Реакцию осуществляют, как правило, в растворе (жидкостные газоанализаторы) или на твердом носителе в виде ленты, таблетки, порошка (соответственно ленточные, таблеточные, порошковые газоанализаторы).  

       Ионизационные газоанализаторы.

     Их  действие основано на зависимости электрической  проводимости ионизованных газов от их состава. Появление в газе примесей оказывает, дополнительное воздействие  на процесс образования ионов  или на их подвижность и, следовательно, рекомбинацию. Возникающее при этом изменение проводимости пропорционально  содержанию примесей.  

     Полупроводниковые газоанализаторы.

     Их  действие основано на изменении сопротивления  полупроводника (пленки или монокристалла) при воздействии анализируемого компонента смеси. В основе работы полупроводниковых  окисных газоанализаторах лежит  изменение проводимости чувствительности слоя (смеси оксидов металлов) при  хемосорбции на его поверхности  молекул химически активных газов (рис.15). Такие газоанализаторы применяют  для определения горючих газов (в частности, Н2, СН4, пропана), а также  О2, СО2 и др. Селективность анализа  достигается варьированием состава  чувствительности слоя и его температуры (при помощи встроенного нагревателя). Диапазон измеряемых концентраций горючих  газов 0,01-1% по объему.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 АНАЛИЗАТОРЫ ГАЗОВОГО СОСТАВА НА ПРИМЕРЕ ПРИБОРА ССС-903 

     Для большего понимания темы рассмотрим газоанализатор стационарный взрывозащищенный со сменными сенсорами ССС-903.

     Газоанализатор  стационарный взрывозащищенный ССС903 состоит из трансмиттера ССС (порогового устройства) и универсальных сменных преобразователей газовых ПГУ с электрохимическим (ПГУ)Э), оптическим инфракрасным (ПГУ)ИК) и фотоионизационным (ПГУ)Ф) сенсорами.

     Трансмиттер ССС представляет собой универсальное  одноканальное пороговое устройство для визуализации значений сигналов загазованности принимаемых от сменных газовых преобразователей и имеет следующие

выходные  сигналы: 3 реле порога и 1 реле неисправность, цифровой сигнал (передача данных по RS-485), токовый выход 4–20 мА.

     Стандартный HART-разъем трансмиттера ССС позволяет подключать любую модель HART-коммуникатора для считывания величин концентраций, смены порогов срабатывания, производить установку нуля и калибровку чувствительности в полевых условиях.

     Сменный преобразователь газовый универсальный  ПГУ состоит из модуля ПГУ и сменного электрохимического, инфракрасного или фотоионизационного сенсоров.

ПГУ имеет встроенную флэш-память с настроечными параметрами, которые автоматически считываются при подключении к трансмиттеру ССС.         Связь с трансмиттером ССС осуществляется по цифровому выходу RS)485. Сенсор ПГУ оснащен специальным защитным фильтром, который позволяет обеспечить дополнительную защиту от пыли и повышенной влажности окружающей среды.

     Корпус  трансмиттера ССС и преобразователя  ПГУ выполняется из нержавеющей стали марки SS-316 и имеют степень защиты IP66. 

     Рассмотрим  наглядно Газоанализатор стационарный взрывозащищенный ССС-903

Рисунок 1- Газоанализатор стационарный взрывозащищенный ССС-903 

     Области применения:

-На  буровых и добывающих платформах,

в местах установки технологического

оборудования  в процессе добычи

и переработки нефти и газа

-На  нефте и газоперекачивающих станциях

магистральных нефте) и газопроводов

-Резервуарах  хранения нефти и нефтепродуктов,

а также сжиженного газа (LNG и LPG)

-На  предприятиях химической

и металлургической промышленности,

лакокрасочных производствах, производствах

удобрений и пластмасс

-На  наливных эстакадах и морских  терминалах 

  Особенности и преимущества:

-3-х  цветный индикатор состояния  прибора

-3 светодиода порогов срабатывания

-Индикатор  калибровки

-Многофункциональный  дисплей с индикацией:

типа  газа

единиц  измерений

установленных порогов

графическая диаграмма регистрации работы датчика

в течение предыдущих 30 минут

-Возможность  проведения калибровки, установки  «0»