Газовый анализ

Газовый анализ – это анализ смесей газов, целью которого является определение их качественного и количественного состава. Газовый анализ осуществляется при помощи специальных приборов, газоанализаторов. По принципу действия газоанализаторы бывают ручными и автоматическими. В любом случае основной метод анализа газовой смеси заключается в последовательном поглощении газов различными реагентами, однако автоматические газоанализаторы способны также определить физические или физико-химические характеристики газовой смеси и ее отдельных составляющих. Автоматические газоанализаторы в настоящее время более распространены. Газоанализаторы широко применяются в различных отраслях промышленности, в медицине, науке, на сервисных станциях. Большинство автоматических газоанализаторов, используемых в промышленности, являются одноканальными приборами, измеряющими один компонент. В отличие от них, например, автомобильный газоанализатор должен фиксировать концентрацию, как правило, нескольких компонентов выхлопа, в том числе, CO, CH и О2. Часто о газоанализаторах приходится слышать в контексте эксплуатации автомобиля, именно поэтому газоанализатор прочно ассоциируется с определением токсичности выхлопных газов, контроль токсичности – одна из функций газоанализатора. Многие приборостроительные предприятия разрабатывают и производят газоанализаторы и комплексные системы контроля воздуха. Использование научно-исследовательских разработок позволяет выпускать на рынок новые более совершенные модели приборов. Каждый такой прибор в обязательном порядке проходит сертификацию и проверку в органах Госстандарта. Производство газоанализаторов выполняется на основании специальных лицензий. Часто производители и поставщики подобного оборудования предлагают услуги установки, внедрения и сервисного обслуживания поставляемых приборов. Купить недорогой газоанализатор, как и газоанализатор, цена которого составляет несколько тысяч евро, не проблема. В настоящее время на рынке представлен широкий выбор приборов импортного и российского производства с различными техническими характеристиками разных классов точности.  
 
 

Ручного действия

Среди газоанализаторов ручного действия наиболее распространены абсорбционные газоанализаторы, в  которых компоненты газовой смеси  последовательно поглощаются различными реагентами. При работе ручного газоанализатора  в определенном порядке осуществляются следующие операции: забор и отмеривание  объема пробы при определенном (обычно атмосферном) давлении, удаление тем  или иным способом из пробы определяемого  компонента, измерение уменьшившегося объема пробы при том же давлении, при котором проводилось ее отмеривание  и удаление из прибора проанализированной пробы. Большинство лабораторных газоанализаторов ручного действия позволяет производить  многокомпонентный анализ. Газоанализаторы  ручного действия дают информацию только о промежуточном состоянии процесса и, как правило, с некоторым опозданием в отношении оперативной оценки ситуации.

Автоматические

Автоматический газоанализатор обеспечивает оперативное определение  концентрации контролируемого компонента в анализируемой смеси, позволяет  осуществлять запись результата измерения, а при необходимости - выдачу соответствующего сигнала и команд на исполнительные устройства. В последнее время  автоматические газоанализаторы и  автоматические газоаналитические  системы получают все большее  распространение, они могут оснащаться несколькими датчиками, имеющими унифицированный  выходной сигнал и использующими  стандартный канал связи. Автоматические газоанализаторы предназначены  для измерения уровней загазованности непосредственно в рабочей зоне помещений и открытых пространств, вблизи технологического оборудования, а также для выдачи предупредительной  и аварийной сигнализации о достижении значений заданных порогов газовоздушной смеси оператору или персоналу объекта, а также для реализации программ автоматической защиты. 
 
 
 

По  функциональным возможностям

Индикаторы

Индикаторы - это  приборы, которые дают качественную оценку газовой смеси по наличию  того или иного контролируемого  компонента, по принципу «много - мало». Обычно индикаторы отображают информацию посредством линейки из нескольких точечных индикаторов. Если горят все  индикаторы – это означает, что  контролируемый компонент в избытке, если горит один из индикаторов –  значит, количество компонента незначительно.

Течеискатели

При помощи течеискателей, снабженных зондом или пробоотборником, можно установить конкретное место утечки газа из трубопровода. Течеискатель – это незаменимый инструмент для инженера, обслуживающего установки, которые используют горючие газы, хладагенты, так как течеискатели обнаруживают места утечек в бытовых, промышленных и энергетических установках и позволяют устранить все потери связанные с утечками. Принцип действия течеискателя не зависит от типа газа и основан на преобразовании вибраций, возбуждаемых дефектом, в электрические сигналы. Сигнал, воспроизводимый течеискателем, увеличивается как по скорости, так и по частоте, когда приближается источник утечки.

Сигнализаторы

В связи с интенсификацией  производственных циклов и развитием  нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других потенциально опасных  отраслей промышленности своевременное  обнаружение горючих газов и  паров в воздухе производственных помещений и промышленной территории в концентрациях, значительно меньших  взрывоопасных, и их локализация  является важной задачей. Эту задачу успешно решают газоанализаторы-сигнализаторы, которые широко используются в промышленности для применения в помещениях и  на открытых технологических установках. Сигнализаторы дают весьма приблизительную  оценку концентрации контролируемого  компонента, но при этом имеют один или несколько порогов сигнализации. При достижении концентрацией газа порогового значения, срабатывают элементы сигнализации (оптические индикаторы, звуковые устройства, коммутируются  контакты реле). Современная промышленность выпускает два типа термохимических газоанализаторов-сигнализаторов: с конвекционно-диффузионной и с принудительной подачей анализируемой среды. Сигнализаторы с конвекционной подачей состоят из блока сигнализации и питания, и одного или нескольких датчиков в соответствии с количеством каналов. Сигнализаторы с принудительной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания, и одного или нескольких блоков датчика в соответствии с количеством каналов. Блок датчика предназначен для принудительного забора контролируемой среды на анализ. Датчики сигнализатора устанавливаются непосредственно в помещении или на открытых площадках, где необходимо контролировать наличие в воздухе концентраций горючих газов.

Газоанализаторы

Вершиной эволюции приборов газового анализа , за исключением хроматографов, являются непосредственно газоанализаторы. Данные приборы позволяют получить не только количественную оценку концентрации измеряемого компонента с индикацией показаний по объему или по массе, но также могут быть снабжены любыми вспомогательными функциями, такими как пороговые устройства, выходные аналоговые или цифровые сигналы, принтеры и так далее. Главным же отличительным признаком современного газоанализатора можно считать наличие в нем микропроцессора, который непосредственно и управляет работой прибора, а также совершенную систему отбора и подготовки проб. Основной функцией микропроцессора является обеспечение надежной работы газоанализатора в различных условиях его эксплуатации.  

По  типу

Стационарные

Тяжелые и громоздкие газоанализаторы, предназначенные  для длительной непрерывной работы, являются стационарными. Стационарные газоанализаторы используются преимущественно  для непрерывного измерения объемной доли различных газов в составе  газовоздушных смесей. Основное достоинство состоит в универсальности и гибкости в конфигурации приборов, которые позволяют эффективно и экономично решать вопросы непрерывного комплексного контроля в рабочей зоне всего предприятия в целом, регистрируя степень загазованности как непосредственно на объектах, так и у оператора. 
 

Переносные

Переносные газоанализаторы  представляют собой менее габаритные, по сравнению со стационарными приборами, изделия, которые могут быть без  особого труда перемещены с одного объекта на другой и достаточно просто запущены в работу. Как и для  стационарных, количество измеряемых газов индивидуально для каждого  прибора в зависимости от набора датчиков.

Портативные

Портативные газоанализаторы  – это малогабаритные и легкие приборы. Основное качество портативных  газоанализаторов - мобильность. Приборы  применяются в местах, где невозможно или нерационально применение стационарных систем и приборов - при добыче, переработке  и транспортировке нефти и  газа, в колодцах, тоннелях, водоканалах  и объектах общепромышленного назначения и АЗС. А также для индивидуальной безопасности работающего персонала. Также портативные газоанализаторы  незаменимы для периодического или  выездного экологического мониторинга  воздуха жилой зоны и промышленных объектов.  

По  количеству измеряемых компонентов

Однокомпонентные

Однокомпонентные  газоанализаторы предназначены  для измерения в воздухе рабочей  зоны концентрации определенного газа, например, газоанализатор хлора, газоанализатор оксида углерода, газоанализатор диоксида азота, газоанализатор сероводорода, газоанализатор диоксида серы, газоанализатор водорода, газоанализатор кислорода. Обычно однокомпонентные газоанализаторы являются портативными приборами.

Многокомпонентные

Многокомпонентные газоанализаторы могут быть сконструированы  для анализа сразу нескольких компонентов. Причем анализ может производиться  как одновременно по всем компонентам, так и поочередно, в зависимости  от конструктивных особенностей конкретного  прибора.  
 

По  количеству каналов  измерения 

Одноканальные

Одноканальный газоанализатор имеет один датчик или одну точку  отбора пробы. Одноканальные газоанализаторы  позволяют воспроизводимо и надежно  измерять концентрацию одного конкретного газа. Это могут быть компактные приборы, удобные для кратковременных мероприятий, типа операций по отключению оборудования, и для персонального контроля на рабочих местах, так как они обеспечивают надежный мониторинг окружающего воздуха и предупреждают о вредных концентрациях того или иного газа.

Многоканальные

Современные модульные  газоаналитические системы позволяют  наращивать количество каналов измерения  практически до бесконечности. Измеряемые компоненты для разных каналов могут  быть как одинаковыми, так и различными, в произвольном наборе. Для газоанализаторов с датчиком проточного типа (термокондуктометрических, термомагнитных, оптико-абсорбционных) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных  устройств - газовых распределителей, которые обеспечивают поочередную  подачу пробы к датчику из нескольких точек отбора.  
 

По  назначению

Бытовые

Бытовой газоанализатор – это, обычно, недорогая модель, предназначенная для массового  применения. Бытовой газоанализатор может быть использован для обнаружения  утечки газа, автоматического управления вентиляционным оборудованием, для  нормализации газовой обстановки. Применяются  такие приборы индивидуально  или на предприятиях коммунального  хозяйства. Бытовые газоанализаторы  характеризуются, как правило, небольшими размерами и низким энергопотреблением. 

Для обеспечения безопасности работ

Приборы применяются  в целях обеспечения безопасности работ в производственных помещениях, подземных коллекторах, колодцах, проходных  каналах, тоннелях, гаражах и других объектах, где могут возникать  скопления газов. Это могут быть как стационарные системы, так и  переносные приборы газового контроля.

Для контроля технологических  процессов

Газоанализаторы, сигнализаторы  газа и системы обеспечения безопасности, которые применяются для измерения  предельной допустимой концентрации рабочей  зоны, контроля содержания концентрации газа в технологических процессах  и в помещениях, для контроля технологических  газовых сред и сигнализируют  о возникшей опасности. Широко применяются  на предприятиях большинства отраслей промышленности.

Для контроля промышленных выбросов

Используются для  мониторинга газовых выбросов промышленных предприятий и тепловых станций, контроля выбросов загрязняющих веществ  из труб заводов и контроля выбросов загрязняющих веществ из выхлопных  труб автомобилей. Рост требований к  уменьшению промышленных выбросов в  атмосферный воздух в последние  годы стал причиной появления новых  моделей газоанализаторов, обладающих более высокими метрологическими характеристиками, особенно в части измерения низких концентраций загрязняющих веществ в выбросах.

Для экологического контроля

Приборы для экологического контроля атмосферы и проведения экологической экспертизы. Для постоянного  автоматического экологического контроля теплоэнергетических установок  широко используются некоторые модели газоанализаторов.