Газовый анализатор: принцип работы, на что смотреть при выборе + обзор производителей

Особенности таких приборов

Достоинствами портативных газоанализаторов являются их компактность и малый вес. Приборы входят в число средств индивидуальной защиты, которыми обеспечиваются работники опасных производств. При превышении в воздухе концентрации определённых веществ приборы подают соответствующий сигнал. Использовать портативные газоанализаторы можно в любых помещениях и условиях.

Газоанализаторы применяют для определения:

уровня загазованности и паров нефтепродуктов;

утечки газа.

Приборы имеют невысокую стоимость, что позволяет приобретать их для личных целей. Современные портативные газоанализаторы способны измерять в смесях концентрацию сразу нескольких веществ. Производители выпускают приборы различного типа, основывающихся на различных принципах работы.

Использование прибора для анализа газовых смесей

Рассматриваемые приборы являются высокотехнологичным и высокоточным измерительным оборудованием, предназначаются для анализа входящих в атмосферный воздух компонентов, а также способные определять качественный и количественный состав газовых смесей. Приборы оснащены особыми датчиками, которые отмечают превышение уровня содержания опасных компонентов в воздухе. Как правило, для полноценной работы этих устройств требуется еще и вспомогательное оборудование, которое, например, будет создавать необходимое давление (компрессоры), а при обнаружении вредных веществ – начнет автоматическую очистку воздуха от смол, пыли и т. п.

С помощью приборов газового анализа возможно производить:

• Экологический контроль воздуха, т.е. мониторить атмосферу на предмет предотвращения катастроф техногенного характера и своевременно реагировать на факт их возникновения (например, определение наращивания концентрации опасного углекислого газа или других вредных веществ).
• Контролировать текущую атмосферу в рабочей зоне, поддерживая систему обеспечения охраны труда и промышленной безопасности. Особенно это актуально для больших гаражей, котельных, глубоких колодцев, а также в тоннелях и иных подземных объектах. Они предназначаются не только для определения наличия вредных субстанций, но и одновременно направлены на устранение их влияния (например, автоматическое включение вентиляции).
• Мониторинг промышленных выбросов при осуществлении технологических процессов на объектах энергетики, металлургии, нефтехимии и цементной промышленности. Однако, на данных производствах необходимо знать допустимый вредный состав газовой среды и регулярно получать замеры содержания водорода, кислорода, метана, серы, азота и т.п. Промышленные анализаторы считаются самыми мощными, ибо они могут мониторить до 50 разных компонентов одновременно.
• Анализ работы газовых турбин, печей и горелок, а также котлов – любого оборудования, в котором применяется механизм сгорания топлива.
• Выявлять места протечки газа при монтаже газопровода или гидроизоляции трубопровода.
• Определять концентрацию газа в жидкости, что необходимо для процедур очистки воды. Обычно, для этих целей применяют способ анализа кислорода и его парциального давления, чтобы узнать его общее содержание в жидкости.  Сфера использования – станции аэрации и очищения сточных вод, лаборатории по контролю качества воды.
• Анализ выхлопных газов автомобиля в сфере автодиагностики. Такое оборудование способно замерить 4 составных газовой смеси – O2, NOx, CH, CO2. Отсюда будет рассчитана токсичность выхлопа и, соответственно, возможно будет определить общее состояние машины, выяснить проблемы и неисправности ДВС, а также системы зажигания и циркуляции топлива;
• Контроль качества атмосферы в жилой зоне – помогает определить источники утечки на бытовом уровне;
• Контроль за алкогольными парами, выдыхаемыми человеком — поможет установить уровень наличия алкоголя в крови.

Виды приборов по назначению

Покупая газоанализаторы, надо подробно изучить руководство по эксплуатации. Ведь разные газы и смеси различаются по концентрации и требуемым методам диагностирования их.

Производители стремятся максимально универсализировать приборы, однако и в этом случае газоанализаторы ориентированы на достижение заданного результата:

• для изучения состояния атмосферы в рабочей зоне, оценки уровня вредных выбросов, контроля за соблюдением технологии;
• при исследовании воздуха на территории жилой застройки, вдоль автомобильных дорог, для оценки выдыхаемого людьми воздуха, например при тестировании на содержание алкоголя в крови;
• для газового тестирования жидкостей.

Различия в технических характеристиках газоанализаторов проявляются и в специализированном оборудовании. В продаже можно найти приборы для соблюдения требуемого уровня безопасности, контроля качества технологических процессов или содержания выхлопных газов в атмосфере.

Газовые анализаторы являются функциональными приборами, использование которых в промышленных условиях и быту может обеспечить безопасные и комфортные условия проживания или работы. Руководствуясь нашей классификацией, вы сможете подобрать в соответствии с заданным назначением самую эффективную и качественную модель.

Виды газоанализаторов

Разновидность газоанализаторов по физическим признакам работы.
На сегодняшний день, существует более 10 разновидностей газоанализаторов, которые делятся по физическим признакам осуществления анализа газовой среды. 

Но, так таковой, универсальной конструкции не существует, по которой осуществляется замер состава примесей. Для одних подходит определенный физический принцип, а для других он будет неприемлем.

Термокондуктометрический

Может реагировать на теплопроводность смесей. Он производит анализ, на сколько эффективно передаётся температура в газовой среде. Этот прибор подойдёт лишь в том случае, если теплопроводность у примесей и газов значительно отличается между собой.

Пневматический

Предназначен для определения вязкости смеси, которая присуще данному помещению. Они используются тоже на взрывоопасных объектах, так как не имеют электрического компонента. Нет искры, следовательно, не будет газ воспламеняться.

Магнитный

Он подходит для анализа кислорода. Эти приборы используются в тех механизмах, где газовая смесь подлежит сжиганию. Пример индикатора: лямбдазонт. Он находится в выхлопной системе автомобилей, который сейчас актуальны на современном авторынке. Предназначен для определения концентрации кислорода в соотношении выхода выхлопных газов. Служит также для определения на сколько хорошо прогрелось автомобильное топливо.
Инфракрасный

Нужны для того чтобы облучать инфракрасными лучами газовую среду. У них есть встроенный взрывозащищенный корпус, так как используется там, где есть взрывоопасные вещества. Его используют для лабораторий и промышленности.

Ионизационный

Проверяет на наличие электропроводимости. Если есть в составе примеси, то электропроводимость отличается. Это фиксируется и отражается в процентах на табло. Он предназначен для газов, которые не воспламеняются.

Ультрафиолетовые

У них такой же принцип, как и у инфракрасных. Но есть отличие в том, что облучают ультрафиолетовыми лучами. Эти приборы могут анализировать интенсивность поглощение среды, с помощью лучей, которые на них направлены.

Люминесцентный

Необходим для того, чтобы определить какие у газов есть люминесцирующие свойства. Они зависят от концентрации этих примесей. Это редкий вид устройств, потому что это наиболее сложный вид. В практике, как правило, используют более простые технологии.
Есть и другое оборудование, которые обладает другими физическими принципами. Оно наиболее затратное и требует сложное обслуживание. Оборудование, основанное на химических принципах заправляют определенными химическими реагентами. Они применяются, если есть наличие специфических газов, для которых другие способы не подходят.

Что еще учесть в выборе?

Помимо основных возможностей анализа газовой среды, следует учитывать коммутационные способности и степень защищенности корпуса. Стационарные и независимые датчики сигнализации не обязательно должны поддерживать связь с электронными контроллерами и компьютерами. Но если нужен газоанализатор бытовой с устройством отключения подачи газа, то желательно предусмотреть присутствие таких интерфейсов, как RS-232 (для соединения с компьютером) и реле управления для интеграции прибора в комплексные средства обеспечения безопасности. Это позволит связать устройство с вытяжкой, регуляторами клапанов газового оборудования и сиреной.

Степень защищенности самого прибора определяется маркировкой IP. Комнатные бытовые модели, как правило, обеспечиваются классом пыле- и влагозащищенности IP20. Самые же долговечные и надежные газоанализаторы имеют многоуровневую оболочку IP67, оберегающую от ударов, агрессивных химических сред и затопления водой.

Как выбрать газоанализатор

Производители предлагают широкий ассортимент детекторов. Пользователи могут купить переносной газоанализатор для дома, стационарную модель для производственно предприятия или небольшой станции технического обслуживания автомобилей. При выборе нужно учитывать назначение прибора, диапазон измерений, время отклика. Не все газоанализаторы работают при отрицательных температурах. Снять точные показания поможет удобный интерфейс

Только обращая внимание на все эти параметры можно купить оборудование, которое решит поставленные задачи

Назначение

Приборы используют для определения концентраций вредных, горючих веществ или поиска протечек. Формат устройства должен позволять выполнить поставленную задачу. Бытовые газоанализаторы используют для определения ПДК природного газа, угарного газа. Эти данные нужны для безопасной работы системы отопления, вентиляции.

На промышленных предприятиях применяется техника, учитывающая специфику производства. Сенсоры приборов должны определять не только газы, которые являются продуктами переработки, но и концентрацию опасных смесей с воздухом.

Интерфейс

В бытовом газоанализаторе для квартиры достаточно интерфейса с цветовой индикацией. Прибор покажет изменение концентрации, поможет найти утечку. Сенсоры, используемые в промышленности, должны иметь более сложный интерфейс. Для организации работы системы безопасности на предприятии, необходимы точные данные концентрации анализируемых газов. Информация может выводиться на экран прибора или подключенного к нему персонального компьютера, распечатываться термопринтером.

Диапазон измерений

Должен соответствовать принятым нормативам предельно допустимых концентраций. Нижний диапазон должен начинаться с нулевой отметки. Максимальный верхний порог – актуален для промышленных предприятий. В бытовых приборах он может превышать ПДК в 3-5 раз. Шаг шкалы измерений от 50 ppm позволит с высокой точностью определять содержание вредных веществ в воздухе.

Время отклика

Скорость реакции на изменение концентрации имеет определяющее значение даже для бытовых приборов, используемых для поиска места утечки. Оптимальное время анализа состава газа для этих устройств – 2 секунды. Для стационарных сенсоров время отклика может достигать 60 секунд. Увеличение интервала выше этого значения может привести к критической ситуации.

Рабочая температура

При выборе модели учитываются условия, в которых придется работать. Пробы снимают не только в отапливаемых помещениях, но и на чердаке, в подвалах, подсобках. Не все устройства выдают корректные показания при отрицательной температуре окружающего воздуха

Диапазон рабочих температур указывается в паспорте, к этой информации стоит отнестись с повышенным вниманием

Самые распространённые приборы

Наиболее распространёнными устройствами, входящими в состав трёх отмеченных групп, выделяются оптические и электрохимические модели. Их привлекательность обусловлена возможностью производства измерений в состоянии режима реального времени.

При этом технологически приборы поддерживают многокомпонентный анализ с возможностью сохранения результатов в микросхеме памяти.

Пример из группы оптических газоанализаторов – приборов, получивших наибольшее распространение в самых разных областях. Оптические анализаторы газовой среды обладают высокой точностью измерений

Для промышленной сферы подобные устройства являются незаменимым оборудованием. Особенно там, где требуется постоянный контроль выбросов или анализ технологических процессов.

В таких случаях газоанализаторы нередко выступают как системы непрерывного мониторинга процесса промышленного производства, используются в исследованиях экологической обстановки. Для выбора под применение в бытовой среде газоанализаторы указанных типов тоже предпочтительны.

Рекомендации по выбору газоанализатора

На рынке индивидуальных газоанализаторов представлено большое количество как отечественных, так и импортных устройств. Практически все они имеют разрешительные документы, включая Сертификат и Декларацию Таможенного союза, но использовать их в качестве приборов, обеспечивающих безопасность эксплуатации газового оборудования, а также твердотопливного и прочего в домашних условиях или рабочей зоне далеко не всегда удобно.

Итак, есть ряд критериев, по которым следует оценивать газоанализаторы. Далее рассмотрим их по порядку.

Анализатор опасных газов должен использоваться перед спуском в водоканализационный колодец. Независимо от результатов проверки, дальнейшие подземные работы должны проводиться с обязательным наличием портативного измерителя

При выборе анализатора следует обращать внимание на такие технические свойства, как наличие нескольких порогов срабатывания сигнализации и диапазон температур окружающей среды для работы. Встроенный специальный разъем позволяет подсоединить устройство к персональному компьютеру

Рекомендуем также детальнее ознакомиться с принципом работы газового анализатора.

Многоканальные газоанализаторы более универсальны, с их помощью можно определить содержание нескольких веществ, включая горючий газ, кислород, окиси углерода и сероводород. К тому же в них установлен аккумулятор с большей энергоемкостью, по сравнению с одноканальными устройствами, а скорость заряда батареи весьма высока.

Есть существенные преимущества и у приборов, предназначенных для контроля одного определенного вещества. Такой газоанализатор занимает мало места, управление его работой осуществляется с помощью одной клавиши, что существенно экономит время, к примеру, при проверке утечки газа. Ускорит процесс и наличие современных сенсоров, время отклика сокращается при расположении датчиков в верхней и фронтальной стороне устройства.

В квартире или частном доме газоанализатор в первую очередь следует использовать в местах с наибольшей вероятностью утечки газа – возле котла, газовой колонки для горячего водоснабжения, кухонной плиты и счетчика. Максимально допустимое расстояние до оборудования зависит от модели и составляет около 4 метров

Немаловажное значение также имеет тип исполнения устройства – взрывозащищенное или общепромышленное, а также возможность использования в труднодоступных местах. Как показывает практика, встроенный элемент для принудительного забора пробы, включая датчик или насос, имеет большую надежность

При использовании анализатора в колодцах или глубоких емкостях существует меньшая вероятность появления неисправности, вызванной поломкой выносного сенсора или обрывом кабеля.

Базовая комплектация может не включать зарядные устройства, элементы забора пробы, если они не встроены в газоанализатор, линии транспортировки проб, вспомогательные детали для считывания информации. Стоит предварительно уточнить у поставщика цену на полный набор. Просчитайте стоимость возможного ремонта и технического обслуживания. А также убедитесь, что поставщик может заказать импортные детали и не станет отсылать к непосредственному производителю или дилеру.

Переносной газоанализатор может выполнять несколько функций. Его многозадачность зависит от наличия встроенных деталей или вспомогательных аксессуаров, включая кабели, зонды, портативные насосы. Параметры измерительного устройства представлены в руководстве по эксплуатации

Газоанализаторы могут использоваться и на рабочих участках. В таких случаях в обязательном порядке понадобится государственная поверка.

Учтите, что у некоторых производителей подтверждение соответствия не входит в обязательную услугу, и выполняют ее только за отдельную плату.

Газовые пожарные извещатели: типы, разновидности, плюсы и минусы

Различные научные изобретения, используемые при создании оборудования, средств, устройств технических систем безопасности, давно не вызывают удивления. В их ряду анализаторы выделений/паров взрывчатых, отравляющих материалов, наркотических веществ, способные по содержанию в несколько миллионных долей в воздухе безошибочно определять их при контроле/проверке.

Для защиты помещений зданий, сооружений от возгорания разработаны аналогичные чувствительные устройства, названные извещателями пожарными газовыми (ИПГ), реагирующие на появление газов, выделяющихся при тлении горении материалов. Такое краткое определение этим изделиям дает НПБ 71-98, устанавливающий общие технические требования к методам испытаний как проводных, так и автономных ИПГ; СП 5.13130.2009, нормирующий проектирование установок АПС, стационарных систем пожаротушения. Несколько иную трактовку понятия «пожарный газовый извещатель» дает ГОСТ Р 53325-2012, определяющий общие требования к техническим средствам АПС/АУПТ, а точнее:

Газовый пожарный извещатель – это ИП, что реагирует на изменение химического состава воздушной среды, вызванное воздействием пожара.

Согласно этим официальным документам ИПГ следует монтировать на потолках, стенах помещений, а также в других местах на строительных конструкциях зданий, сооружений, соответствующих требованиям технических паспортов, инструкций/рекомендаций по установке, эксплуатации/обслуживания изделий от предприятий изготовителей; специализированных предприятий, имеющих лицензию МЧС на право ведения таких работ.

Классификация по форм-фактору:

По форм-фактору, устройства можно разделить на на:

• Стационарные  газоанализаторы — устройства, предназначенные для стационарной установки в рабочей зоне промышленных заводов и комбинатов, химических лабораториях, на нефтеперерабатывающих и газодобывающих предприятиях и других производствах
• Портативные  газоанализаторы — устройства, индивидуального применения, которые служат дополнительной защитой к стационарным анализаторам газа
• Переносные газоанализаторы — устройства, занимающие промежуточную нишу между стационарными и портативными. Больше по размеру, чем  портативные устройства, но обладают и большими возможностям. Подходят для небольших предприятий.

Газоанализаторы – это незаменимые устройства, которые используются как на производстве, так и в быту и позволяют определять качественный и количественный состав загрязняющих веществ в рабочей зоне или любом другом помещении, где есть опасные факторы утечки вредных веществ и газов.

Назначение этих устройств

Когда в помещении, в воздухе концентрируется опасная пропорция опасных веществ, устройство немедленно оповещает об этом. Применяются звуковые и световые сигналы. Блокируется подача газа.

Монтаж этого прибора обезопасит жильцов квартиры от аккумулирования газа в помещении и поспособствует оперативному устранению утечки. Если прибор имеет модуль GSM, связанный с номером абонента, то он может направлять сигнал на телефон.

И сегодня часто устройство называют бытовым сигнализатором газа – датчиком утечки угарного газа.

И это логично, ведь он монтируется там, где есть угроза скопления опасных элементов.

Шаблонные приборы могут определять концентрацию таких видов газа:

Первый вид наиболее опасный. При его утечке в закрытом помещении возникает смертельная угроза.

Метан есть в главном газопроводе. При его большом скоплении есть большой риск взрыва или пожара.

Классификация по количеству измеряемых компонентов.

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 прибора.
Классификация по количеству каналов измерения.
Приборы газового анализа могут быть как одноканальными (один датчик или одна точка отбора пробы), так и многоканальными. Как правило, количество каналов измерения на один прибор бывает от 1 до 16. Следует отметить, что 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 (термокондуктометрические, термомагнитные, оптико-абсорбционные) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных устройств – газовых распределителей, которые обеспечивают поочередную подачу пробы к датчику из нескольких точек отбора.

Правила выбора

Чтобы правильно выбрать прибор для контроля воздуха рабочей зоны, нужно, прежде всего, исходить из перечня примесей, которые нужно определять. Кроме того, имеет значение класс опасности примесей: есть модификации устройств для взрывоопасной и взрывобезопасной среды.

Образцы моделей промышленных газоанализаторов представлены на фото:

В зависимости от поставленных задач – общий это контроль, локальный или индивидуальный, выбирают стационарные, переносные либо портативные модели газоанализаторов. И, наконец, устройства с разным принципом действия имеют присущие им преимущества и недостатки.

Так, термохимические устройства имеют низкую стоимость, но при этом непродолжительный срок службы датчика газоанализатора, невысокое быстродействие и чувствительность, небольшой диапазон измеряемых концентраций. Термохимические анализаторы используют преимущественно для контроля воздуха производственной зоны на содержание горючих газов, например, СО.

Электрохимические анализаторы занимают среднюю ценовую позицию. У них высокая чувствительность, широкий диапазон определяемых веществ, низкое потребление энергии. Вместе с тем, они имеют крупные габариты, сложны в обслуживании.

Оптические приборы имеют прекрасное быстродействие, высокую избирательность и чувствительность. Диапазон их измерения охватывает практически весь спектр возможных загрязнений. При этом стоимость оптических газоанализаторов – самая высокая.

Устройство, принцип работы и сферы применения газовых анализаторов

На сайте нашей компании вы можете выбрать газоанализаторы, но, прежде, чем сделать это, нужно ознакомиться с их устройством и назначением.

Есть ощутимо отличающиеся по конструкции промышленные газоанализаторы, руководство по эксплуатации каждого из них представляет схему данного устройства. Правда, есть и набор базовых компонентов, который у любой модели этих агрегатов представлен:

• Корпусом. Он надежно защищает все рабочие элементы.
• Аккумулятором. У каждого прибора должен быть источник питания энергией.
• Устройством пробоподготовки (пробоотборный насос). Оно выполняет отбор пробы газовой смеси, которую нужно проанализировать, ее очистку, приведение ее температуры, давления и прочих параметров к требуемым нормам.
• Приемником. Он формирует выходные унифицированные сигналы, соответствующие содержанию определяемого вещества в газовой смеси.
• Измерительным прибором. Это может быть один из стандартных приборов.

Схема аналитического блока оптического газоанализатора

Современные газовые анализаторы конструктивно могут представлять собой два устройства: измерительный блок и ПК. Модель ОАС-3750-3 относится к такому оборудованию.

Принцип работы газоанализатора основан на поглощении веществ, составляющих смесь, специальными реагентами. Но у каждой разновидности этого оборудования свои рабочие особенности. Например, принцип действия может основываться на зависимости теплопроводности анализируемого газа от концентрации в нем СО₂. А в основу функционирования магнитных устройств положено физическое свойство – парамагнетизм.

На всевозможных производствах и предприятиях используют газоанализаторы, установка или периодическое применение такого оборудования необходимо, если они:

• Пожаро-, взрыво- и химически опасны.
• Требуют аттестации как вредные.
• Оснащены любыми типами топливосжигающих и газотурбинных установок.

С помощью этих агрегатов:

• Выполняют экологический контроль концентрации загрязняющих веществ.
• Испытывают топочно-горелочные и газоочистные устройства.
• Определяют безопасность работ с огнем в подвалах и колодцах и т.д.

В чем суть методики поверочных работ?

Методика поверки представляет собой документ с подробно описанными операциями для подтверждения годности газоанализатора. Для разных марок и моделей подход отличается.

Выдержка из методики для газоанализаторов моделей 1800, 1900, 2200, 5100, 5200 компании Servomex Group Limited: первый пункт — операции поверки

В документ обычно включают 7 пунктов:

1. Операции поверки. Речь идет о главных показателях, включая погрешности.
2. Средства. К ним относят приборы и газовые смеси для опробования и определения метрологических характеристик.
3. Требования безопасности.
4. Условия для проведения.
5. Подготовка.
6. Проведение.
7. Оформление результатов поверки. На этом этапе поверяющий составляет протокол и выдает документ-свидетельство.

Непосредственно поверку начинают с того, что присоединяют баллон с поверочным газом к вентилю регулировки. Потом к выходу подводят ротаметр. Последний присоединяют с адаптером для поверочных работ. Смесь затем пускают на вход газоанализатора, и когда прибор даст показания, их фиксируют.

Специалист рассчитает погрешность и определит время, которое ушло на установление показаний. Поверяющий сравнит показатели с нормативами и оформит результаты.