Soorten gasanalysatoren. Gasanalysatoren, wat zijn dat en waarom zijn ze nodig?

Gasanalysatoren - instrumenten die het gehalte (concentratie) van één of meer componenten in gasmengsels meten. Elke gasanalysator is ontworpen om de concentratie van slechts bepaalde componenten te meten tegen de achtergrond van een specifiek gasmengsel onder gestandaardiseerde omstandigheden. Naast het gebruik van individuele gasanalysatoren worden er ook gasmonitoringsystemen gecreëerd die tientallen van dergelijke apparaten combineren.

Gasanalysatoren worden per type ingedeeld in pneumatisch, magnetisch, elektrochemisch, halfgeleider, enz.

Thermoconductometrische gasanalysatoren. Hun werking is gebaseerd op de afhankelijkheid van de thermische geleidbaarheid van het gasmengsel van de samenstelling ervan.

Thermische conductometrische gasanalysatoren hebben geen hoge selectiviteit en worden bijvoorbeeld gebruikt als de gecontroleerde component in thermische geleidbaarheid aanzienlijk verschilt van de rest. om de concentraties H 2, He, Ar, CO 2 te bepalen in gasmengsels die N 2, O 2 enz. bevatten. Het meetbereik loopt van eenheden tot tientallen volumeprocenten.

Thermochemische gasanalysatoren. Deze instrumenten meten het thermische effect van een chemische reactie waarbij de te bepalen component betrokken is. In de meeste gevallen wordt gebruik gemaakt van oxidatie van de component met zuurstof uit de lucht; katalysatoren - mangaan-koper (hopcaliet) of fijn gedispergeerd Pt afgezet op het oppervlak van een poreuze drager. De verandering in t-ry tijdens oxidatie wordt gemeten met behulp van metaal. of halfgeleiderthermistor. In sommige gevallen wordt het oppervlak van een platina-thermistor als katalysator gebruikt. De waarde is gerelateerd aan het aantal mol M van de geoxideerde component en het thermische effect in de verhouding:, waarbij k-coëfficiënt, rekening houdend met warmteverlies, afhankelijk van het ontwerp van het apparaat.

Magnetische gasanalysatoren. Dit type wordt gebruikt om O2 te bepalen. Hun werking is gebaseerd op de afhankelijkheid van de magnetische gevoeligheid van het gasmengsel van de concentratie O2, waarvan de volumetrische magnetische gevoeligheid twee ordes van grootte groter is dan die van de meeste andere gassen. Dergelijke gasanalysatoren maken het mogelijk om selectief O2 in complexe gasmengsels te bepalen. Het bereik van gemeten concentraties is 10 -2 - 100%. Magnetische mechs zijn de meest voorkomende. en thermomagnetisch gasanalysatoren.

Magnetisch-mechanische gasanalysatoren meten de krachten die inwerken in een niet-uniform magnetisch veld. veld op een lichaam (meestal een rotor) dat in het te analyseren mengsel is geplaatst.

Gasanalysatoren gemaakt volgens een compensatieschema zijn nauwkeuriger. Daarin wordt het koppel van de rotor, functioneel gerelateerd aan de concentratie van O 2 in het geanalyseerde mengsel, gecompenseerd door een bekend koppel, voor de creatie waarvan magneto-elektriciteit wordt gebruikt. of elektrostatisch systemen. Roterende gasanalysatoren zijn onbetrouwbaar industriële omstandigheden, ze zijn moeilijk aan te passen.

Pneumatische gasanalysatoren. Hun werking is gebaseerd op de afhankelijkheid van de dichtheid en viscositeit van het gasmengsel van de samenstelling ervan. Veranderingen in dichtheid en viscositeit worden bepaald door het meten van de vloeistofmechanica. stroomparameters. Er zijn drie soorten pneumatische gasanalysatoren gebruikelijk.

Gasanalysatoren met gasklepomvormers meten de hydrauliek de weerstand van de gasklep (capillair) wanneer het geanalyseerde gas erdoorheen wordt geleid. Bij constante stroom gasdrukval over de gasklep - een functie van dichtheid (turbulente gasklep), viscositeit (laminaire gasklep) of beide parameters tegelijkertijd.

Inkjetgasanalysatoren meten de dynamiek druk van de gasstroom die uit het mondstuk stroomt. Ze worden bijvoorbeeld in de stikstofindustrie gebruikt om het H 2 -gehalte in stikstof te meten (meetbereik 0-50%), in de chloorindustrie - om C1 2 te bepalen (0-50 en 50-100%). De tijd die nodig is om de aflezingen van deze gasanalysatoren vast te stellen, bedraagt ​​niet meer dan meerdere. seconden, daarom worden ze ook gebruikt in gasalarmen voor pre-explosieve concentraties van gassen en dampen van bepaalde stoffen (bijvoorbeeld dichloorethaan, vinylchloride) in industriële lucht. terrein.

Infrarood gasanalysatoren. Hun werking is gebaseerd op de selectieve absorptie van infraroodstraling door moleculen van gassen en dampen in het bereik van 1-15 micron. Deze straling wordt geabsorbeerd door alle gassen waarvan de moleculen uit minimaal twee verschillende atomen bestaan. Hoge specificiteit van moleculaire absorptiespectra diverse gassen bepaalt de hoge selectiviteit van dergelijke gasanalysatoren en hun wijdverbreide gebruik in laboratoria en de industrie. Het bereik van gemeten concentraties is 10 -3 -100%. Dispersieve gasanalysatoren maken gebruik van straling van één golflengte, verkregen met behulp van monochromatoren (prisma's, diffractieroosters). In niet-dispersieve gasanalysatoren, vanwege de kenmerken van de optische. apparaatcircuits (gebruik van lichtfilters, speciale stralingsontvangers, enz.) gebruiken niet-monochromatisch. straling.

Ultraviolette gasanalysatoren. Het principe van hun werking is gebaseerd op de selectieve absorptie van straling door gas- en dampmoleculen in het bereik van 200-450 nm. De selectiviteit bij de bepaling van mono-atomaire gassen is zeer hoog. Di- en polyatomaire gassen hebben een continu absorptiespectrum in het UV-gebied, wat de selectiviteit van hun bepaling vermindert. De afwezigheid van een UV-absorptiespectrum voor N 2, O 2, CO 2 en waterdamp maakt het echter in veel praktisch belangrijke gevallen mogelijk om tamelijk selectieve metingen in aanwezigheid uit te voeren. deze componenten. Het bereik van bepaalde concentraties is doorgaans 10 -2 -100% (voor Hg-damp is de ondergrens van het bereik 2,5-10 -6%).

Ultraviolette gasanalysatoren worden gebruikt in Sec. manier voor automatische monitoring van het gehalte aan C1 2, O 3, SO 2, NO 2, H 2 S, C1O 2, dichloorethaan, met name in de emissies van industriële ondernemingen, en voor het detecteren van Hg-dampen, minder vaak Ni (CO ) 4, in binnenlucht.

Lichtgevende gasanalysatoren. Chemiluminescente gasanalysatoren meten de intensiteit van de luminescentie die wordt opgewekt als gevolg van de chemische reactie van de gecontroleerde component met een reagens in de vaste, vloeibare of gasvormige fase. Voorbeeld - interactie. NO met O 3 gebruikt voor de bepaling van stikstofoxiden:

N0 + 0 3 -> N0 2 + + 0 2 -> N0 2 + hv + 0 2

Fotocolorimetrische gasanalysatoren. Deze apparaten meten de kleurintensiteit van geselecteerde producten. relaties tussen de component die wordt bepaald en een speciaal geselecteerd reagens. De reactie wordt in de regel uitgevoerd in oplossing (vloeistofgasanalysatoren) of op een vaste drager in de vorm van een tape, tablet of poeder (respectievelijk tape, tablet, poedergasanalysatoren).

Fotocolorimetrisch gasanalysatoren worden gebruikt om de concentraties van giftige onzuiverheden (bijvoorbeeld stikstofoxiden, O 2, C1 2, CS 2, O 3, H 2 S, NH 3, HF, fosgeen, een aantal organische verbindingen) in de industriële sector te meten sfeer. zones en in industriële lucht. terrein. Draagbare intermitterende apparaten worden veel gebruikt om luchtverontreiniging te monitoren. Groot aantal fotocolorimetrisch gasanalysatoren worden gebruikt als gasdetectoren.

Elektrochemische gasanalysatoren. Hun actie is gebaseerd op de relatie tussen de elektrochemische parameter. systeem en de samenstelling van het geanalyseerde mengsel dat dit systeem binnenkomt.

In conductometrische gasanalysatoren wordt de elektrische geleidbaarheid van een oplossing gemeten wanneer deze de te bepalen component selectief absorbeert. De nadelen van deze gasanalysatoren zijn de lage selectiviteit en de tijd die nodig is om metingen te verrichten bij het meten van kleine concentraties. Conductometrische gasanalysatoren worden veel gebruikt om O 2, CO, SO 2, H 2 S, NH 3, enz. te bepalen.

Ionisatiegasanalysatoren. De actie is gebaseerd op de afhankelijkheid van de elektrische geleidbaarheid van gassen van hun samenstelling. Het verschijnen van onzuiverheden in het gas heeft een extra effect op de vorming van ionen of op hun mobiliteit en bijgevolg op recombinatie. De resulterende verandering in geleidbaarheid is evenredig met het onzuiverheidsgehalte.

Alle ionisatiegasanalysatoren bevatten stroomionisatie. een kamer waarin een bepaald potentiaalverschil op de elektroden wordt aangelegd. Deze apparaten worden veel gebruikt om microverontreinigingen in de lucht te monitoren, maar ook als detectoren in gaschromatografen.

De instrumenten die worden gebruikt om gasanalyses uit te voeren, worden genoemd gasanalysatoren. Ze zijn handmatig en automatisch. Van de eerstgenoemde zijn de meest voorkomende chemische absorptie-methoden, waarbij de componenten van een gasmengsel opeenvolgend worden geabsorbeerd door verschillende reagentia.

Automatisch gasanalysatoren het meten van eventuele fysische of fysisch-chemische kenmerken van een gasmengsel of de afzonderlijke componenten ervan.

Momenteel zijn automatische gasanalysatoren de meest voorkomende. Op basis van hun werkingsprincipe kunnen ze in drie hoofdgroepen worden verdeeld:

1. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op fysieke analysemethoden, inclusief aanvullende chemische reacties. Met behulp van dergelijke gasanalysatoren worden veranderingen in het volume of de druk van een gasmengsel bepaald als gevolg van chemische reacties van de afzonderlijke componenten.
2. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op fysieke analysemethoden, inclusief hulpapparatuur fysische en chemische processen(thermochemisch, elektrochemisch, fotocolorimetrisch, enz.). Thermochemisch gebaseerd op meting thermisch effect reacties van katalytische oxidatie (verbranding) van gas. Elektrochemische technieken maken het mogelijk om de gasconcentratie in een mengsel te bepalen op basis van de elektrische geleidbaarheid van de elektrolyt die dit gas heeft geabsorbeerd. Fotocolorimetrische methoden zijn gebaseerd op de kleurverandering van bepaalde stoffen wanneer deze reageren met de geanalyseerde component van het gasmengsel.
3. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op puur fysieke analysemethoden (thermoconductometrisch, thermomagnetisch, optisch, enz.). Thermoconductometrie is gebaseerd op het meten van de thermische geleidbaarheid van gassen. Thermomagnetische gasanalysatoren worden voornamelijk gebruikt om de zuurstofconcentratie te bepalen, die een hoge magnetische gevoeligheid heeft. Optische gasanalysatoren zijn gebaseerd op het meten van de optische dichtheid, absorptiespectra of emissiespectra van een gasmengsel.

Elk van de genoemde methoden heeft zijn voor- en nadelen, waarvan de beschrijving veel tijd en ruimte zal vergen, en valt buiten het bestek van dit artikel. Fabrikanten van gasanalysatoren gebruiken momenteel bijna alle genoemde methoden voor gasanalyse, maar elektrochemische gasanalysatoren zijn het meest wijdverspreid, omdat ze de goedkoopste, meest veelzijdige en eenvoudigste zijn. Nadelen van deze methode: lage selectiviteit en meetnauwkeurigheid; korte levensduur van gevoelige elementen blootgesteld aan agressieve onzuiverheden.

Alle gasanalyse-instrumenten kunnen ook worden geclassificeerd:

• op functionaliteit (indicatoren, lekdetectoren, alarmen, gasanalysatoren);
• door ontwerp (stationair, draagbaar, draagbaar);
• op basis van het aantal gemeten componenten (enkelcomponent en meercomponenten);
• door het aantal meetkanalen (enkelkanaals en meerkanaals);
• voor het beoogde doel (het garanderen van de veiligheid op het werk, het beheersen van technologische processen, het beheersen van industriële emissies, het beheersen van uitlaatgassen van voertuigen, voor milieucontrole).

Classificatie op functionaliteit.

1. Indicatoren zijn apparaten die een kwalitatieve beoordeling geven van een gasmengsel op basis van de aanwezigheid van een gecontroleerde component (volgens het ‘veel – weinig’-principe). In de regel wordt informatie weergegeven met behulp van een lijn van meerdere puntindicatoren. Alle indicatoren zijn aan - er is veel component, één is aan - er is niet genoeg. Hieronder vallen ook lekdetectoren. Met behulp van lekdetectoren uitgerust met een sonde of monsternemer is het mogelijk om de locatie van een lek uit een pijpleiding, bijvoorbeeld koelgas, te lokaliseren.
2. Alarmen geven ook een zeer ruwe schatting van de concentratie van de bewaakte component, maar hebben tegelijkertijd een of meer alarmdrempels. Wanneer de concentratie bereikt is drempelwaarde worden alarmelementen geactiveerd (optische indicatoren, geluidsapparaten, relaiscontacten worden geschakeld).
3. Het hoogtepunt van de evolutie van gasanalyseapparatuur (de chromatografen die we overwegen niet meegerekend) zijn de gasanalysatoren zelf. Deze apparaten bieden niet alleen kwantificering concentratie van de gemeten component met indicatie van de meetwaarden (per volume of massa), maar kan ook worden uitgerust met eventuele hulpfuncties: drempelapparaten, analoge of digitale uitgangssignalen, printers, enzovoort.

Classificatie op basis van ontwerp.

Zoals de meeste controle- en meetinstrumenten kunnen gasanalyse-instrumenten verschillende gewichts- en grootte-indicatoren en bedrijfsmodi hebben. Deze eigenschappen bepalen de indeling van apparaten per ontwerp. Zware en omvangrijke gasanalysatoren, meestal bedoeld voor de lange termijn continu bedrijf, staan ​​stil. Kleinere producten die gemakkelijk van het ene object naar het andere kunnen worden verplaatst en eenvoudig in gebruik kunnen worden genomen, zijn draagbaar. Zeer klein en licht - draagbaar.

Classificatie volgens het aantal gemeten componenten.

Gasanalysatoren kan worden ontworpen om meerdere componenten tegelijk te analyseren. Bovendien kan de analyse zowel gelijktijdig voor alle componenten als één voor één worden uitgevoerd, afhankelijk van ontwerpkenmerken apparaat.

Classificatie op basis van het aantal meetkanalen.

Gasanalyseapparaten kunnen eenkanaals (één sensor of één bemonsteringspunt) of meerkanaals zijn. In de regel varieert het aantal meetkanalen per apparaat van 1 tot 16. Opgemerkt moet worden dat moderne modulaire gasanalysesystemen het mogelijk maken het aantal meetkanalen bijna tot oneindig te vergroten. De gemeten componenten voor verschillende kanalen kunnen hetzelfde of verschillend zijn, in een willekeurige set. Voor gasanalysatoren met een stromingssensor (thermoconductometrische, thermomagnetische, optische absorptie) wordt het probleem van meerpuntsbewaking opgelost met behulp van speciale hulpapparaten - gasverdelers, die zorgen voor een afwisselende toevoer van een monster naar de sensor vanaf verschillende bemonsteringspunten.

Classificatie naar doel.

Helaas is het onmogelijk om één universele gasanalysator te creëren die gebruikt kan worden om alle gasanalyseproblemen op te lossen. Net zoals het bijvoorbeeld onmogelijk is om één liniaal te maken die zowel fracties van een millimeter als tientallen kilometers kan meten. Maar een gasanalysator is vele malen complexer meter, in plaats van een heerser. Verschillende gassen, in verschillende concentratiebereiken, worden op verschillende manieren gecontroleerd verschillende methoden en meetmethoden. Daarom ontwerpen en produceren fabrikanten instrumenten om specifieke meetproblemen op te lossen. De belangrijkste taken zijn: atmosferische controle werkgebied(veiligheid), controle van industriële emissies (ecologie), controle van technologische processen (technologie), controle van gassen in water en andere vloeistoffen, controle van de mijnatmosfeer, controle van uitlaatgassen van voertuigen (ecologie en technologie). Op elk van deze gebieden kunnen zelfs nog meer gespecialiseerde groepen apparaten worden onderscheiden. Of u kunt het vergroten, wat wij hebben gedaan - in onze catalogus vindt u 5 hoofdgroepen gasanalyse-instrumenten:

• gasanalysatoren, gasdetectoren en veiligheidssystemen en arbeidsbescherming,
• gasanalysatoren en systemen voor het monitoren van technologische processen en emissies van industriële ondernemingen,
• gasanalysatoren voor analyse waterzuivering,
• mijngasanalysatoren en mijnatmosfeercontrolesystemen,
• gasanalysatoren voor motoremissiecontrole.

De analyse van gasmengsels om hun kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling vast te stellen, wordt gasanalyse genoemd.

De apparaten die worden gebruikt om gasanalyses uit te voeren, worden gasanalysatoren genoemd. Ze zijn handmatig en automatisch. Van de eerstgenoemde zijn de meest voorkomende chemische absorptie-methoden, waarbij de componenten van een gasmengsel opeenvolgend worden geabsorbeerd door verschillende reagentia.

Automatische gasanalysatoren meten alle fysische of fysisch-chemische kenmerken van een gasmengsel of de afzonderlijke componenten ervan.

Momenteel zijn automatische gasanalysatoren de meest voorkomende.

Op basis van hun werkingsprincipe kunnen ze in drie hoofdgroepen worden verdeeld:

1. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op fysische analysemethoden, inclusief aanvullende chemische reacties. Met behulp van dergelijke gasanalysatoren worden veranderingen in het volume of de druk van een gasmengsel bepaald als gevolg van chemische reacties van de afzonderlijke componenten.

2. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op fysische analysemethoden, inclusief aanvullende fysische en chemische processen (thermochemisch, elektrochemisch, fotocolorimetrisch, enz.). Thermochemische zijn gebaseerd op het meten van het thermische effect van de reactie van katalytische oxidatie (verbranding) van gas. Elektrochemische technieken maken het mogelijk om de gasconcentratie in een mengsel te bepalen op basis van de elektrische geleidbaarheid van de elektrolyt die dit gas heeft geabsorbeerd. Fotocolorimetrische methoden zijn gebaseerd op de kleurverandering van bepaalde stoffen wanneer deze reageren met de geanalyseerde component van het gasmengsel.

3. Apparaten waarvan de werking is gebaseerd op puur fysieke analysemethoden (thermoconductometrisch, thermomagnetisch, optisch, enz.). Het werkingsprincipe van thermische conductometrische gasanalysatoren is gebaseerd op het meten van de thermische geleidbaarheid van gassen. Thermomagnetische gasanalysatoren worden voornamelijk gebruikt om de zuurstofconcentratie te bepalen, die een hoge magnetische gevoeligheid heeft. De werking van optische gasanalysatoren is gebaseerd op het meten van de optische dichtheid, absorptiespectra of emissiespectra van een gasmengsel.

Elk van de genoemde methoden heeft zijn voor- en nadelen, waarvan de beschrijving veel tijd en ruimte zal vergen, en valt buiten het bestek van dit artikel. Fabrikanten van gasanalysatoren gebruiken momenteel bijna alle genoemde methoden voor gasanalyse, maar elektrochemische gasanalysatoren zijn het meest wijdverspreid, omdat ze de goedkoopste, meest veelzijdige en eenvoudigste zijn. Nadelen van deze methode: lage selectiviteit en meetnauwkeurigheid; korte levensduur van gevoelige elementen blootgesteld aan agressieve onzuiverheden.

Alle gasanalyse-instrumenten kunnen ook worden geclassificeerd:

• op functionaliteit (indicatoren, lekdetectoren, alarmen, gasanalysatoren);
• door ontwerp (stationair, draagbaar, draagbaar);
• op basis van het aantal gemeten componenten (enkelcomponent en meercomponenten);
• door het aantal meetkanalen (enkelkanaals en meerkanaals);
• voor het beoogde doel (het garanderen van de veiligheid op het werk, het beheersen van technologische processen, het beheersen van industriële emissies, het beheersen van uitlaatgassen van voertuigen, voor milieucontrole).

Classificatie op functionaliteit

1. Indicatoren zijn apparaten die een kwalitatieve beoordeling geven van het gasmengsel op basis van de aanwezigheid van een gecontroleerde component (volgens het “veel - een beetje”-principe). In de regel wordt informatie weergegeven met behulp van een lijn van meerdere puntindicatoren. Alle indicatoren zijn aan - er is veel component, één is aan - er is niet genoeg. Hieronder vallen ook lekdetectoren. Met behulp van lekdetectoren uitgerust met een sonde of monsternemer is het mogelijk om de locatie van een lek uit een pijpleiding, bijvoorbeeld koelgas, te lokaliseren.

2. Alarmen geven ook een zeer ruwe schatting van de concentratie van de gecontroleerde component, maar hebben tegelijkertijd één of meer alarmdrempels. Wanneer de concentratie een drempelwaarde bereikt, worden alarmelementen geactiveerd (optische indicatoren, geluidsapparatuur, relaiscontacten worden geschakeld).

3. Het hoogtepunt van de evolutie van gasanalyseapparatuur zijn de gasanalysatoren zelf. Deze apparaten bieden niet alleen een kwantitatieve beoordeling van de concentratie van de gemeten component met indicatie van de meetwaarden (per volume of massa), maar kunnen ook worden uitgerust met eventuele hulpfuncties: drempelapparaten, analoge of digitale uitgangssignalen, printers, enzovoort. .

Classificatie op basis van ontwerp

Zoals de meeste controle- en meetinstrumenten kunnen gasanalyse-instrumenten verschillende gewichts- en grootte-indicatoren en bedrijfsmodi hebben. Deze eigenschappen bepalen de indeling van apparaten per ontwerp. Zware en omvangrijke gasanalysatoren, ontworpen voor langdurig continu gebruik, staan ​​stil. Kleinere producten die zonder veel moeite van het ene object naar het andere kunnen worden verplaatst en eenvoudig in gebruik kunnen worden genomen, zijn draagbaar. Zeer klein en lichtgewicht, ontworpen om de individuele veiligheid van de gebruiker te garanderen - draagbaar.

Classificatie volgens het aantal gemeten componenten

Gasanalysatoren kunnen worden ontworpen om meerdere componenten tegelijk te analyseren. Bovendien kan de analyse zowel gelijktijdig voor alle componenten als één voor één worden uitgevoerd, afhankelijk van de ontwerpkenmerken van het apparaat.

Classificatie op basis van het aantal meetkanalen

Gasanalyseapparaten kunnen eenkanaals (één sensor of één bemonsteringspunt) of meerkanaals zijn. In de regel varieert het aantal meetkanalen per apparaat van 1 tot 16. Opgemerkt moet worden dat moderne modulaire gasanalysesystemen het mogelijk maken het aantal meetkanalen bijna tot oneindig te vergroten. De gemeten componenten voor verschillende kanalen kunnen hetzelfde of verschillend zijn, in een willekeurige set. Voor gasanalysatoren met een stromingssensor (thermoconductometrische, thermomagnetische, optische absorptie) wordt het probleem van meerpuntsbewaking opgelost met behulp van speciale hulpapparaten - gasverdelers, die zorgen voor een afwisselende toevoer van een monster naar de sensor vanaf verschillende bemonsteringspunten.

Classificatie naar doel

Helaas is het onmogelijk om één universele gasanalysator te creëren die kan worden gebruikt om alle problemen van gasanalyse op te lossen, omdat geen van de bekende methoden metingen met dezelfde nauwkeurigheid in een zo breed mogelijk bereik van concentraties mogelijk maakt. Er wordt monitoring van verschillende gassen, in verschillende concentratiebereiken, uitgevoerd verschillende methoden en manieren. Daarom ontwerpen en produceren fabrikanten instrumenten om specifieke meetproblemen op te lossen. De belangrijkste taken zijn: controle van de atmosfeer van de werkplek (veiligheid), controle van industriële emissies (ecologie), controle van technologische processen (technologie), controle van luchtverontreiniging in de woonwijk (ecologie), controle van uitlaatgassen van voertuigen (ecologie en technologie), controle van de menselijke uitgeademde lucht (gezondheidszorg)... Afzonderlijk kunnen we de controle benadrukken van gassen opgelost in water en andere vloeistoffen. Op elk van deze gebieden kunnen zelfs nog meer gespecialiseerde groepen apparaten worden onderscheiden.

Zoals u waarschijnlijk hebt gemerkt, kan het materiaal in dit artikel niet beweren 100% wetenschappelijk accuraat te zijn, maar geeft het slechts het standpunt van de auteur weer over de kwesties die in beschouwing worden genomen, en de auteur kan zich vergissen of zich oprecht vergissen. Wij hopen echter dat het materiaal dat wij voorstellen ook zo zal blijken te zijn nuttige onderwerpen voor degenen die geïnteresseerd zijn in gasanalyse...

Anders kan het in twijfel worden getrokken en verwijderd.
U kunt dit artikel bewerken door links toe te voegen aan .
Deze markering is ingesteld 10 april 2012.

Gasanalysator- een meetapparaat voor het bepalen van de kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling van gasmengsels. Er zijn handmatige en automatische gasanalysatoren. Van de eerstgenoemde zijn de meest voorkomende absorptiegasanalysatoren, waarbij de componenten van een gasmengsel opeenvolgend worden geabsorbeerd door verschillende reagentia. Automatische gasanalysatoren meten voortdurend de fysische of fysisch-chemische kenmerken van een gasmengsel of de afzonderlijke componenten ervan. Op basis van hun werkingsprincipe kunnen automatische gasanalysatoren in 3 groepen worden verdeeld:

1. Instrumenten gebaseerd op fysische analysemethoden, inclusief aanvullende chemische reacties. Met behulp van dergelijke gasanalysatoren, volumetrisch manometrisch of chemisch genoemd, bepalen ze de verandering in het volume of de druk van een gasmengsel als gevolg van chemische reacties van de afzonderlijke componenten.
2. Instrumenten gebaseerd op fysische analysemethoden, inclusief aanvullende fysische en chemische processen (thermochemisch, elektrochemisch, foto-ionisatie, fotocolorimetrisch, chromatografisch, enz.). Thermochemisch, gebaseerd op het meten van het thermische effect van de reactie van katalytische oxidatie (verbranding) van gas, wordt voornamelijk gebruikt om de concentraties van brandbare gassen te bepalen (bijvoorbeeld gevaarlijke concentraties koolmonoxide in de lucht). Elektrochemische technieken maken het mogelijk om de gasconcentratie in een mengsel te bepalen aan de hand van de waarde van de elektrische geleidbaarheid van de oplossing die dit gas heeft geabsorbeerd. Foto-ionisatie, gebaseerd op het meten van de stroomsterkte veroorzaakt door de ionisatie van gas- en dampmoleculen door fotonen uitgezonden door een bron van vacuüm-ultraviolette (VUV) straling - een VUV-lamp. Fotocolorimetrische methoden, gebaseerd op de kleurverandering van bepaalde stoffen tijdens hun reactie met de geanalyseerde component van het gasmengsel, worden voornamelijk gebruikt voor het meten van microconcentraties van giftige onzuiverheden in gasmengsels - waterstofsulfide, stikstofoxiden, enz. Chromatografische methoden worden het meest gebruikt gebruikt voor de analyse van mengsels van gasvormige koolwaterstoffen.
3. Instrumenten gebaseerd op puur fysieke analysemethoden (thermoconductometrisch, densimetrisch, magnetisch, optisch, enz.). Met thermoconductometrie, gebaseerd op het meten van de thermische geleidbaarheid van gassen, kunt u mengsels van twee componenten analyseren (of mengsels van meerdere componenten, op voorwaarde dat de concentratie van slechts één component verandert). Met behulp van densimetrische gasanalysatoren bepalen ze, gebaseerd op het meten van de dichtheid van het gasmengsel, voornamelijk het gehalte aan kooldioxide, waarvan de dichtheid 1,5 keer hoger is dan de dichtheid van schone lucht. Magnetische gasanalysatoren worden voornamelijk gebruikt om de zuurstofconcentratie te bepalen, die een hoge magnetische gevoeligheid heeft. Optische gasanalysatoren zijn gebaseerd op het meten van de optische dichtheid, absorptiespectra of emissiespectra van een gasmengsel. Met behulp van ultraviolette gasanalysatoren wordt het gehalte aan halogenen, kwikdamp en sommige organische verbindingen in gasmengsels bepaald.

Op dit moment komen de meest voorkomende apparaten uit de laatste twee groepen, namelijk elektrochemische en optische gasanalysatoren. Dergelijke apparaten zijn in staat gasconcentraties in realtime te monitoren. Alle gasanalyse-instrumenten kunnen ook worden geclassificeerd:

• op functionaliteit (indicatoren, lekdetectoren, alarmen, gasanalysatoren);
• door ontwerp (stationair, draagbaar, draagbaar);
• op basis van het aantal gemeten componenten (enkelcomponent en meercomponenten);
• door het aantal meetkanalen (enkelkanaals en meerkanaals);
• voor het beoogde doel (het garanderen van de veiligheid op het werk, het beheersen van technologische processen, het beheersen van industriële emissies, het beheersen van uitlaatgassen van voertuigen, voor milieucontrole).

Er zijn echter apparaten die vanwege hun unieke ontwerp en software, zijn in staat om meerdere componenten van een gasmengsel gelijktijdig in realtime te analyseren (gasanalysatoren met meerdere componenten), terwijl de ontvangen informatie in het geheugen wordt vastgelegd. Dergelijke gasanalysatoren zijn onmisbaar in industrieën waar het noodzakelijk is om continu informatie over emissies te verkrijgen of te monitoren proces in realtime. De analyse wordt ook uitgevoerd voor componenten die voorheen alleen met andere methoden konden worden bepaald (bijvoorbeeld de totale concentratie koolwaterstoffen (in de Journal of Analytical Chemistry van de American Chemical Society), etc.) in corrosieve gassen en andere agressieve omgevingen . Dergelijke apparaten worden, afhankelijk van het ontwerp, zowel gebruikt als continue gasmonitoringsystemen in de industrie als als draagbare apparaten voor onderzoek of milieumonitoring. Moderne hoogwaardige gasanalysatoren hebben er, naast betrouwbaarheid en gebruiksgemak, veel extra functies, Bijvoorbeeld.

Gasanalysatoren zijn apparatuur die helpt bij het nauwkeurig meten van de kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling van gas. Het werkingsprincipe van een gasanalysator is niet erg ingewikkeld, maar elk type apparatuur heeft zijn eigen kenmerken. Deze punten kunnen het beste worden weergegeven in het diagram van een gasanalysator. In dit artikel zullen we zowel het algemene werkingsprincipe als de werking van sommige modellen gasanalysatoren bekijken.

Algemeen werkingsprincipe

Het werkingsprincipe is gebaseerd op de absorptie van samenstellende stoffen door speciale reagentia. Dit gebeurt in een speciale volgorde. Als het werkingsprincipe automatisch is, vindt de meting continu plaats, waardoor er geen onderbrekingen zijn. Dit is handig omdat de fysisch-chemische parameters van het gasmengsel nauwkeurig worden geregistreerd, wat ook mogelijk is bij interactie met individuele componenten van de stof.

De analyse van verschillende gasmengsels wordt gebruikt door bedrijven in de metallurgische, chemische en warmtegenererende industrieën. Om het proces te beheersen en vervolgens te optimaliseren en de werking ervan te debuggen, zijn gegevens nodig die inzicht geven in de hoeveelheid van bepaalde componenten.

Gasmeetapparatuur omvat modellen verschillende soorten. Ze verschillen van elkaar in sommige parameters en werkingsprincipes.

Hun werk is gebaseerd op het feit dat de thermische geleidbaarheid van een gasmengsel afhangt van welke componenten in de samenstelling zijn opgenomen. Deze gasanalysator bestaat uit de volgende hoofdonderdelen:

1. De meetcel heeft de vorm van een cilindrisch kanaal, gemaakt van een materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid en gevuld met het geanalyseerde gas.
2. Een verwarmingselement dat zich in het kanaal bevindt en wordt gevoed door een spanningsbron.

De cel is gevuld met lucht. Als de huidige waarde stabiel is, dan verwarmingselement zal een bepaalde temperatuur hebben, in welk geval de door het element ontvangen warmte en de warmte die het aan het kanaalmateriaal afgeeft aan elkaar gelijk zullen zijn.

Als het kanaal niet met lucht is gevuld, maar met gas, dat qua thermische geleidbaarheid verschilt, zal het verwarmingselement een andere temperatuur hebben. Als de thermische geleidbaarheid van het gas de thermische geleidbaarheid van de lucht overschrijdt, zal de temperatuur van het element lager zijn, maar als deze niet hoger wordt, maar lager wordt, zal de temperatuur van het element stijgen.

Optische apparaten

Basisprincipes van werk van dit type Het apparaat ligt in het feit dat de stralingsstroom op een selectieve manier door verschillende gassen wordt geabsorbeerd. In het infrarode deel van het spectrum wordt gewoonlijk een verandering in selectieve absorptie doorgevoerd, omdat op deze plaats de selectiviteit van absorptie wordt waargenomen.

Deze gasanalysator heeft:

1. Infraroodstralingsbron;
2. Camera's met twee optische kanalen, die alleen qua interne inhoud verschillen: de vergelijkingskamer is gevuld schone lucht, en de werkkamer blaast voortdurend door een gecontroleerd gasmengsel; een stroom infraroodstraling komt deze camera's binnen.
3. Filterkamers.

Wanneer de stralingsstroom door het volume van de tweede werkkamer gaat, verliest hij een deel van zijn energie. Dit gebeurt niet wanneer u door de vergelijkingskamer gaat. Beide stralingsstromen komen vervolgens in de filterkamers terecht, waar zich de niet-gemeten componenten van het gasmengsel bevinden. Op dit punt wordt de energie die overeenkomt met het spectrum volledig geabsorbeerd.

Thermochemische gasanalysatoren

Dergelijke apparaten bepalen de energie van de warmte die vrijkomt wanneer een mengsel van gassen er doorheen gaat chemische reactie. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het oxidatieproces van gascomponenten. Er worden echter aanvullende katalysatoren gebruikt, zoals fijnverdeelde platina- en mangaan-koper-katalysatoren.

Een speciale thermistor helpt bij het meten van de resulterende temperatuur. Dit apparaat verandert zijn weerstand, die afhankelijk is van de temperatuur, wat bijdraagt ​​aan een verandering in de doorlaatstroom.

Elektrochemische gasanalysatoren

Dit model is ontworpen om giftige gassen te detecteren. Het bijzondere is dat hij in explosiegevaarlijke omgevingen kan worden gebruikt. Dit apparaat is compact, energiebesparend en ongevoelig voor mechanische belasting.

De basis voor de werking van deze gasanalysatoren is het fenomeen van elektrochemische compensatie. Dit betekent dat er een speciaal reagens vrijkomt dat reageert met een specifieke component van het mengsel. Er zijn verschillende soorten elektrochemische gasanalysatoren:

• potentiometrisch; hun doel is om de veldsterkteverhouding te meten;
• elektrisch conductometrisch; ze reageren op veranderingen in spanning en stroom;
• galvanisch; gevoelig voor veranderingen in de elektrische geleidbaarheid.

Zoals u kunt zien, is het werkingsprincipe van gasanalysatoren niet ingewikkeld, maar het ene type apparaat verschilt van het andere, omdat het verschillende doelen nastreeft. Gasanalysatoren zijn nuttige apparaten waarmee u de huidige gastoestand in een kamer kunt bepalen, waardoor de menselijke gezondheid op een acceptabel niveau kan worden gehouden.