Газоанализатор – что это такое? Виды, работы и сферы применения

Разработка, производство и поставка приборов газового анализа

Заказать звонок
Газоанализатор - что это такое?

Газоанализатор (анализатор газов, газовый детектор, газосигнализатор) (англ. gas detector, gas analyzer, gas monitor) – контрольно-измерительное устройство, предназначенное для измерения состава и количества концентраций одного измеряемого газа или группы измеряемых газов и паров в газовоздушной смеси.

В газоанализаторах на чувствительный элемент (ячейку, сенсор) подаётся газовая смесь. Многокомпонентные переносные газоанализаторы объединяют несколько сенсоров на разные газы, размещённых в одном корпусе.
Стационарные приборы могут иметь несколько выносных блоков датчиков на определённые компоненты.

Часто анализаторами газов называют не только средства измерений, но такие приборы, как течеискатели, индикаторы и сигнализаторы.

Существуют 2 вида газоанализаторов зависимости от исполнения: ручные и автоматические.
Вариантом ручного газоанализатора является абсорбционная модель, в которой применяется технология поглощения газовой среды реагентами.
Автоматические анализаторы газов, как правило, работают по технологии построения физико-химической либо физической характеристики одного газового компонента или всей газовой смеси.

На сегодня самыми распространёнными являются автоматические газоанализаторы.
В зависимости от принципа работы они могут делиться на три основных группы:

1. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физических методах анализа, содержащих вспомогательные химические реакции. При помощи данных приборов можно измерить объём или давление газовоздушной смеси в результате химических реакций её составляющих компонентов.
2. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физико-химических методах анализа, содержащих в себе вспомогательные физико-химические процессы (фотоколориметрические, электрохимические, термокаталитические и другие типы).

  • Фотоколориметрические газоанализаторы контролируют изменение цвета конкретных газов и паров, при их взаимодействии с контролируемым компонентом газовоздушной смеси.
  • С помощью электрохимических газоанализаторов определяют массовую концентрацию газа в смеси по показателям электрической проводимости электролита, который поглотил этот газ.
  • Термохимические приборы газового анализа выполняют измерение теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) определённого газового компонента.
3. Газоанализаторы, выполняющие измерения на чисто физических методах анализа (оптические, термокондуктометрические, термомагнитные, и др.).

  • Оптические осуществляют измерение оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовоздушной смеси.
  • Термокондуктометрические выполняют измерение теплопроводности газов.
  • Основным назначением термомагнитных газоанализаторов является осуществление функции измерения концентрации кислорода со значительной магнитной восприимчивостью.
Производителями газоанализаторов в настоящее время применяются практически все из указанных методов газового анализа, но наибольшее распространение получили электрохимические приборы, как наиболее дешёвые, универсальные и простые. Минусы данного метода: невысокая избирательность и точность измерения; небольшой срок службы (до 3 – 4 лет) газочувствительных датчиков, подверженных влиянию агрессивных сред и высоких концентраций.

Все существующие на данный момент газоаналитические устройства классифицируются, исходя из конструктивных и технологических деталей:

- по количеству каналов измерения (точек контроля) (одноканальные и многоканальные);
- по количеству контролируемых газов (однокомпонентные и многокомпонентные);
- по конструктивному исполнению (индивидуальные, стационарные, переносные);
- по функциональным возможностям (течеискатели, газоанализаторы, индикаторы, сигнализаторы);
- по назначению (для мониторинга воздуха рабочей зоны, для анализа промвыбросов, для контроля техпроцессов, для контроля выхлопных газов автомобилей на дизельном и бензиновом двигателях, для экологического мониторинга).

Классификация по функциональным возможностям

Индикаторы - это приборы, предоставляющие качественный анализ газовой смеси по наличию измеряемого вещества (по принципу «много - мало»). Как правило, выдают данные измерений с помощью линейки из нескольких точечных индикаторов. Если горят все индикаторы, то концентрации газа много, горит один - мало. К ним можно также отнести и течеискатели. При помощи течеискателей, которые укомплектованы зондом или пробоотборником, производится точечный поиск места утечки из трубопровода. Индикаторы и течеискатели поставляются без поверки и не являются средством измерения.
• Сигнализаторы также дают весьма приблизительную оценку массовой концентрации измеряемого газа, но при этом в них установлены один или несколько порогов сигнализации. При достижении концентрацией порогового значения, срабатывают элементы сигнализации (коммутируются контакты реле, звуковые оповещения, индикаторы).
• Вершина эволюции газоаналитических устройств (не считая хроматографов) - это газоанализаторы. Данные приборы не только дают количественную оценку концентрации контролируемого вещества с индикацией показаний (по объёму или по массе), но и могут быть снабжены любыми вспомогательными функциями: пороговыми устройствами, выходными аналоговыми или цифровыми сигналами, принтерами и так далее.

Классификация по конструктивному исполнению

Газовые анализаторы могут иметь различные габаритные размеры и массу, а также режимы работы. Этими свойствами и обуславливается разделение приборов по исполнению. 
Газоанализаторы, работающие, как правило, от сети 220 В, и применяются для постоянного мониторинга воздуха, являются стационарными. Другие же приборы, более мобильные, запитывающиеся от встроенных аккумуляторов, могут переносится с одного помещения в другое называются переносными. Маленькие и легкие, носимые работниками на себе – являются портативными (индивидуальными).

Классификация по количеству измеряемых веществ

Приборы газового анализа могут быть изготовлены для контроля сразу нескольких газов. При этом обнаружение может осуществляться как одновременно по всем веществам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора.

Классификация по количеству каналов измерения

Приборы газового анализа стационарного типа могут быть как одноканальными (один выносной датчик загазованности (измерительный преобразователь)), так и многоканальными. Как правило, количество точек контроля (датчиков) на один прибор бывает от 1 до 16. Следует отметить, что газоанализаторы (системы газового анализа) позволяют увеличивать количество каналов измерения до неограниченного количества. Измеряемые газы для разных выносных датчиков могут быть как одинаковыми (контролировать один и тот же компонент), так и различными, в произвольном наборе веществ. Для газоанализаторов с датчиком проточного типа (оптико-абсорбционные, термокондуктометрические, термомагнитные) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных устройств - газовых распределителей, обеспечивающих поочередную подачу пробы к каждому датчику.

Классификация по назначению

Газоанализаторы производятся посредством различных методов и способов измерения.
Основные задачи измерения:
- мониторинг атмосферы рабочей зоны (безопасность);
- мониторинг промвыбросов (экология);
- мониторинг техпроцессов (технология);
- мониторинг газов в воде и других жидкостях;
- мониторинг рудничной атмосферы;
- мониторинг выхлопных газов автомобилей (дизельных и бензиновых)
В каждом из указанных направлений можно выделить еще более узко специализированные группы приборов.