Mục đích và các loại máy phân tích khí. Tại sao bạn cần máy phân tích khí - nó là gì và thiết bị hoạt động như thế nào (85 ảnh) Nguyên lý thiết kế và vận hành máy phân tích khí

Phân tích môi trường khí là một hoạt động bắt buộc trong hoạt động của các nhà máy hóa chất, cũng như ở nhiều doanh nghiệp công nghiệp. Những nghiên cứu như vậy là các thủ tục đo lường thành phần này hoặc thành phần khác trong hỗn hợp khí.
Ví dụ, trong các doanh nghiệp khai thác mỏ, kiến ​​thức về đặc tính của không khí trong mỏ là vấn đề an toàn và do đó các nhà môi trường xác định nồng độ các yếu tố có hại.
Những phân tích như vậy thường không được sử dụng cho mục đích gia đình, nhưng nếu có nhiệm vụ như vậy thì máy phân tích khí cũng có thể được sử dụng.
Đây là thiết bị đo cho phép bạn xác định thành phần của hỗn hợp khí.

Nhiệm vụ chính của máy phân tích khí:
kiểm soát bầu không khí khu vực làm việc(sự an toàn);
kiểm soát khí thải công nghiệp (sinh thái);
điều khiển quy trình công nghệ(công nghệ);
kiểm soát ô nhiễm không khí tại khu dân cư (sinh thái);
kiểm soát khí thải phương tiện (sinh thái và công nghệ);
kiểm soát không khí thở ra của một người (rượu);
Riêng biệt, chúng ta có thể đề cập đến việc kiểm soát khí trong nước và các chất lỏng khác.

Phân loại máy phân tích khí:
theo chức năng (chỉ báo, phát hiện rò rỉ, báo động, phân tích khí);
theo thiết kế (cố định, di động, di động);
theo số lượng thành phần đo được (một thành phần và nhiều thành phần);
theo số lượng kênh đo (đơn kênh và đa kênh);
cho mục đích đã định (đảm bảo an toàn lao động, kiểm soát quy trình công nghệ, kiểm soát khí thải công nghiệp, kiểm soát khí thải phương tiện, kiểm soát môi trường.

- Được thiết kế để giải quyết một số vấn đề trong lĩnh vực giám sát môi trường và kiểm soát ô nhiễm không khí trong khí quyển và không khí của khu vực làm việc, cũng như đối với một số mục đích khác, cần tiến hành đo tại nhiều điểm khác nhau của doanh nghiệp, những nơi không phải lúc nào cũng được trang bị ổ cắm điện.

Trong những trường hợp này, những chiếc di động trở nên không thể thiếumáy phân tích khí (máy phân tích khí cầm tay)!

Không giống như các máy phân tích khí cố định, các thiết bị như vậy được phân biệt bởi tính nhỏ gọn, tính cơ động và dễ sử dụng cũng như thời gian chuẩn bị vận hành ngắn và nhiều điều kiện vận hành.

Khu vực ứng dụng máy phân tích khí cầm tay:
Trong các tàu và phòng kín (đường hầm, giếng, ống khói, đường ống, v.v.);
Tại các nhà máy khai thác, chế biến các sản phẩm dầu mỏ;
Trên bể lắng nước, bể phân và bể lọc trạm bơm;
Trong ngành công nghiệp ô tô;
Trong phòng thí nghiệm hóa học và những nơi khác quy trinh san xuat liên quan đến việc giải phóng các chất ô nhiễm khác nhau;
Ngoài mục đích trên, máy phân tích khí cầm tay còn được sử dụng để hiệu chuẩn và kiểm định máy phân tích khí cố định.

Ưu điểm của máy phân tích khí cầm tay:
Giá thấp;
Tính di động;
Dê hoạt động;
Nhiều loại khí và chất ô nhiễm có thể phát hiện được;
Độ nhạy cao của cảm biến, cho phép bạn xác định ngay cả những phân số nhỏ nhất Những chất gây hại;
Khả năng kết nối điện hóa, xúc tác nhiệt hoặc cảm biến quang học;
To lớn đội hình;
Tốc độ của bộ vi xử lý;
Phát hiện ngay sự hiện diện của hơi nổ;
Có thể hoạt động như một thiết bị hiệu chuẩn cho máy phân tích khí cố định;
Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ;
Các phép đo được thực hiện cả về thành phần định tính và định lượng của không khí hoặc hỗn hợp khí;
Cho phép bạn kiểm soát đồng thời hàm lượng của nhiều loại khí trong không khí của khu vực làm việc;
Khả năng cấu hình và lập trình ngưỡng phản hồi của thiết bị;
Có sẵn các giao diện (IR, Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet, v.v.) để kết nối với máy tính hoặc máy in;
Có sẵn bộ nhớ để ghi lại kết quả, thời gian và ngày đo.

- dành cho việc lắp đặt cố định trong khu vực làm việc của các nhà máy công nghiệp, nhà máy, phòng thí nghiệm hóa học, nhà máy lọc dầu, doanh nghiệp sản xuất khí đốt và các ngành công nghiệp khác.

Đây là những thiết bị hiệu quả và có độ chính xác cao, có mức độ bảo vệ thích hợp, độ tin cậy cao và có thể được trang bị thêm hệ thống tự động hóa để loại bỏ khí độc, khí độc và dễ cháy từ nhiều phòng khác nhau!

Máy phân tích khí cố định được sử dụng trong trường hợp cần thực hiện các phép đo định kỳ liên tục và khá thường xuyên về nồng độ các chất ô nhiễm và oxy trong khu công nghiệp để duy trì mức yêu cầu và tổ chức kiểm soát công nghệ các quy trình sản xuất.

Phạm vi ứng dụng của máy phân tích khí cố định:
Nhà nồi hơi;
Đơn vị làm lạnh;
Cơ sở GRP (điểm phân phối khí);
Khu vực làm việc của các doanh nghiệp công nghiệp;
Các phòng thí nghiệm;
Đơn vị diesel và tuabin;
Hệ thống nước thải;
Lò nung, v.v.

Những ưu điểm chính của máy phân tích khí cố định:
Độ tin cậy;
Giá chấp nhận được;
Độ chính xác caođo;
Khả năng kiểm soát nhiều loại khí cùng một lúc;
Tuổi thọ dài;
Khả năng trang bị mặt bằng hệ thống tự động thông gió xả;
Điều khiển từ xa thành phần hỗn hợp không khí;
Mức độ bảo vệ thiết bị cao.

Mặc dù có nhiều biến thể về thiết kế của thiết bị, nhưng mỗi kiểu máy đều có một bộ thành phần cơ bản. Trước hết, đây là vỏ chứa tất cả các bộ phận làm việc của máy phân tích khí.
Thực tế là các thiết bị như vậy đòi hỏi bằng cấp cao bảo vệ, do đó phải đặt ra những yêu cầu nghiêm túc ở lớp vỏ bên ngoài.
Hầu như mọi thiết bị đều cần có nguồn điện - theo đó, pin cũng có thể được coi là một bộ phận thiết yếu của thiết bị.
Tiếp theo chúng ta nên chuyển sang một thành phần quan trọng hơn. Đây là bộ chuyển đổi chính, tức là cảm biến phân tích khí hoặc bộ phận cảm biến cung cấp dữ liệu trực tiếp cho phép đo.
Phải nói rằng có một số loại cảm biến như vậy, bao gồm xúc tác nhiệt, hồng ngoại, điện hóa và quang học. Nhiệm vụ của phần tử này bao gồm việc chuyển đổi thành phần mong muốn của thành phần khí thành tín hiệu điện.

Sau đó, một thiết bị đo lường và hiển thị sẽ hoạt động, xử lý tín hiệu này và hiển thị các chỉ báo của nó dưới dạng chỉ báo hoặc hiển thị.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt hóa (xúc tác nhiệt) dựa trên sự phụ thuộc trực tiếp của nhiệt thu được trong quá trình đốt cháy khí được phát hiện vào nồng độ của khí này.
Trong cảm biến điện hóa, thành phần đang được thử nghiệm tương tác với một lớp nhạy cảm trực tiếp trên điện cực hoặc trong lớp dung dịch điện phân dẫn điện gần nó.

Theo quy luật, một tế bào điện hóa (ECC) có hai hoặc ba điện cực để thực hiện phản ứng điện hóa.

Cảm biến điện hóa có những ưu điểm sau khi so sánh với các thiết bị phân tích thông thường:
- bé nhỏ kích thước;
- tính chọn lọc cao;
- Dễ sử dụng;
- sự đơn giản của thiết kế;
- độ tin cậy cao;
- nguồn lực làm việc đáng kể;
- chi phí tương đối thấp.

Các cảm biến điện hóa sau đây được phân biệt:
coulometric, chiết áp, ampe kế (vôn kế), đo độ dẫn.

Cảm biến quang học ghi lại những thay đổi về mật độ quang học của hỗn hợp khí đang nghiên cứu ở một bước sóng nhất định.
Các cảm biến quang học sau đây được phân biệt: đo quang phổ, phát quang.

Kiểm tra máy phân tích khí
Tất cả các máy phân tích khí, theo quy định của pháp luật, đều được kiểm định hoặc hiệu chuẩn định kỳ. Việc xác minh được thực hiện mỗi năm một lần, tần suất hiệu chuẩn do chủ sở hữu máy phân tích khí đặt ra.

Khi thực hiện xác minh, các thao tác sau được thực hiện:
♦ Kiểm tra bên ngoài
♦ Định nghĩa điện trở cách nhiệt, kiểm tra rò rỉ hệ thống khí đốt
♦ Xác định các đặc tính đo lường.
♦ Xác định sai số giảm chính của máy phân tích khí.
♦ Kiểm tra cảnh báo phạm vi đo bằng tín hiệu đầu ra thống nhất

Thật không may, không thể tạo ra một máy phân tích khí phổ quát có thể được sử dụng để giải quyết tất cả các vấn đề về phân tích khí, vì lý do không có phương pháp nào đã biết cho phép thực hiện các phép đo với độ chính xác như nhau trong phạm vi nồng độ rộng nhất có thể.
Việc giám sát các loại khí khác nhau, ở các khoảng nồng độ khác nhau được thực hiện phương pháp khác nhau và các cách. Vì vậy, các nhà sản xuất thiết kế và sản xuất các dụng cụ để giải quyết các vấn đề đo lường cụ thể.

Tóm lại, phải nói rằng máy phân tích khí là thiết bị không thể thay thế, được sử dụng cả trong sản xuất và gia đình, cho phép bạn xác định thành phần định tính và định lượng của các chất ô nhiễm trong khu vực làm việc hoặc bất kỳ phòng nào khác có nguy cơ rò rỉ. của các chất và khí độc hại.

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này.
Chúng tôi cũng thông báo cho bạn rằng trong cửa hàng trực tuyến của chúng tôi, bạn có thể mua bất kỳ loại máy phân tích khí nào tại Giá thuận lợi, và các chuyên gia của công ty chúng tôi sẽ giải đáp mọi thắc mắc của bạn và giúp bạn chọn được một thiết bị đáp ứng yêu cầu của bạn cả về đặc điểm kỹ thuật và giá cả.

Ở thời hiện đại điều kiện công nghiệp khu vực làm việc - nơi mà mọi người có mặt định kỳ hoặc liên tục trong ca làm việc - có thể được phân loại là khu vực nguy hiểm.

Liên quan đến các quy trình công nghệ hoặc trong quá trình giải phóng khẩn cấp, không khí của khu vực làm việc bị ô nhiễm bởi các thành phần khí độc, dễ cháy và nổ.

Máy phân tích khí– thiết bị giúp xác định thành phần của hỗn hợp khí, cả về chất lượng (loại khí nào có mặt) và định lượng (có bao nhiêu loại khí nhất định trong hỗn hợp).

Trước hết, các ngành công nghiệp cháy, nổ và nguy hiểm về mặt hóa học được trang bị máy phân tích khí, cũng như các mỏ nơi tích tụ khí thải (metan).

Máy phân tích khí phải được sử dụng trước khi thực hiện công việc nóng trong tầng hầm và giếng, cũng như để chứng nhận nơi làm việc trong các ngành công nghiệp nguy hiểm.

Đơn xin bảo vệ cá nhân

Máy phân tích khí cầm tay kích thước nhỏ, cái mà công nhân trong các ngành công nghiệp nguy hiểm được cung cấp, có thể được coi là thiết bị bảo vệ cá nhân chính.

Chúng nhanh chóng báo hiệu hàm lượng tạp chất có hại trong không khí tăng lên, lúc này bạn nên rời khỏi khu vực làm việc hoặc sử dụng. Thiết bị phân tích khí được hiển thị trong ảnh:

Phương pháp vận hành thiết bị

Máy phân tích cầm tay, được kích hoạt bởi người vận hành, dựa trên thực tế là các thành phần khí riêng lẻ được hấp thụ bởi thuốc thử đặc biệt.

Không khí từ khu vực sản xuất được đưa qua thiết bị hấp thụ, liên kết với một loại khí nhất định. Sau đó, thể tích ban đầu của hỗn hợp giảm dần. Bằng cách giảm thể tích, người ta tính được lượng khí bị ràng buộc bởi chất hấp thụ ban đầu được chứa ở đó. Tùy thuộc vào trình độ của người vận hành, quá trình đo mất năm đến mười phút.

Hoạt động của máy phân tích liên tục tự động dựa trên cơ sở vật lý và quá trình hóa học, cũng như sự kết hợp của chúng.

Nguyên lý vật lý của việc đo kết quả của phản ứng hóa học phụ trợ đảm bảo hoạt động của máy phân tích hóa học hoặc áp kế thể tích. Trong các thiết bị này đo thể tích hoặc áp suất của hỗn hợp khí đã thay đổi bao nhiêu sau khi các thành phần của nó đã tham gia vào các phản ứng hóa học nhất định.

Các thiết bị sau đây có nguyên lý hoạt động lý hóa kết hợp với nguyên lý vật lý:

Các máy phân tích khí tự động sau đây có nguyên lý hoạt động thuần túy vật lý:

Đẳng cấp

Ngoài sự khác biệt về phương pháp vận hành (thủ công hoặc tự động) và nguyên lý hoạt động, máy phân tích khí cho không khí trong khu vực làm việc được chia thành các loại:

• Đứng im. Những thiết bị như vậy sẽ tự động theo dõi nồng độ khí. Trong phiên bản công nghiệp, nếu vượt quá hàm lượng cho phép của thành phần khí độc hại, chúng sẽ cung cấp ánh sáng và tín hiệu âm thanh, và cũng bao gồm hệ thống thông gió và các hệ thống an toàn khác;
• Cầm tay. Được thiết kế để xác định nồng độ tạp chất khí ở những nơi khác nhau trong khu vực sản xuất;
• Cầm tay. Các thiết bị riêng lẻ. Chúng có kích thước và trọng lượng nhỏ, đo nồng độ tạp chất có hại ngay tại nơi người lao động làm việc.

Ngoài ra, xét về lượng tạp chất đo được, những thiết bị là đơn và đa thành phần và theo số lượng kênh (cảm biến hoặc điểm lấy mẫu) – một kênh và đa kênh.

Quy tắc lựa chọn

Để chọn đúng thiết bị theo dõi không khí tại khu vực làm việc, trước hết bạn phải: tiến hành từ danh sách tạp chấtđiều đó cần phải được xác định. Ngoài ra, nó có giá trị loại tạp chất nguy hiểm: Có những sửa đổi của thiết bị cho môi trường nổ và không nổ.

Các mẫu máy phân tích khí công nghiệp được thể hiện trong ảnh:

Tùy theo nhiệm vụ được giao - đây là kiểm soát chung, địa phương hoặc cá nhân, hãy chọn các mẫu máy phân tích khí cố định, di động hoặc di động. Và cuối cùng, các thiết bị với nguyên lý hoạt động khác nhau đều có những đặc điểm riêng Ưu điểm và nhược điểm.

Vì thế, thiết bị nhiệt hóa Chúng có chi phí thấp nhưng đồng thời tuổi thọ của cảm biến phân tích khí ngắn, tốc độ và độ nhạy thấp cũng như phạm vi nồng độ đo được nhỏ. Máy phân tích nhiệt hóa được sử dụng chủ yếu để kiểm soát không khí khu vực sản xuất chứa hàm lượng khí dễ cháy, ví dụ CO.

Máy phân tích điện hóa chiếm vị trí giá trung bình. Chúng có độ nhạy cao, có thể phát hiện được nhiều loại chất và tiêu thụ năng lượng thấp. Đồng thời, chúng có kích thước lớn và khó bảo trì.

Dụng cụ quang học có hiệu suất tuyệt vời, độ chọn lọc và độ nhạy cao. Phạm vi đo lường của họ bao gồm gần như toàn bộ phạm vi các chất gây ô nhiễm có thể xảy ra. Đồng thời, giá thành của máy phân tích khí quang học là cao nhất.

Hướng dẫn sử dụng và bảo quản

Việc lắp đặt, sử dụng và kiểm tra máy phân tích khí không khí tại khu vực làm việc phải được thực hiện theo đúng các điều kiện do nhà sản xuất quy định.

Yêu cầu lưu trữ khác nhau tùy theo thiết bị phân tích. Ví dụ: các thiết bị điện hóa được bảo quản trong bao bì của nhà cung cấp tại cơ sở bảo quản được gia nhiệt ở nhiệt độ từ +5°С đến +40°С và chịu được độ ẩm cao.

Thiết bị quang học cho phép phạm vi nhiệt độ từ -50°С đến +50°С tuy nhiên, chúng rất nhạy cảm với những thay đổi đột ngột về nhiệt độ và độ ẩm, cũng như bụi, hơi mạnh và các tạp chất có hại khác.

Thời hạn sử dụng được đảm bảo thường là 12 tháng và thời gian bảo hành không quá một năm rưỡi.

Máy phân tích khí được lựa chọn phù hợp, có thể sử dụng được và sử dụng đúng cách cung cấp thông tin chính xác và kịp thời về thành phần không khí của khu vực làm việc. Thông tin này có thể không chỉ cần thiết mà còn quan trọng đối với nhân viên.

Để kết luận, chúng tôi khuyên bạn nên xem video đánh giá về cách hoạt động của máy phân tích khí FP11.2K:

Dụng cụ dùng để phân tích khí được gọi là máy phân tích khí. Chúng là thủ công và tự động. Trong số đó, phổ biến nhất là hấp thụ hóa học, trong đó các thành phần của hỗn hợp khí được hấp thụ tuần tự bởi các thuốc thử khác nhau.

Tự động máy phân tích khíđo bất kỳ đặc tính vật lý hoặc hóa lý nào của hỗn hợp khí hoặc các thành phần riêng lẻ của nó.

Hiện nay, máy phân tích khí tự động là phổ biến nhất. Dựa trên nguyên tắc hoạt động, chúng có thể được chia thành ba nhóm chính:

1. Các thiết bị hoạt động dựa trên các phương pháp phân tích vật lý, bao gồm các phản ứng hóa học phụ trợ. Với sự trợ giúp của các máy phân tích khí như vậy, những thay đổi về thể tích hoặc áp suất của hỗn hợp khí được xác định do phản ứng hóa học của các thành phần riêng lẻ của nó.
2. Các thiết bị hoạt động dựa trên các phương pháp phân tích vật lý, bao gồm các quá trình vật lý và hóa học phụ trợ (nhiệt hóa, điện hóa, đo quang màu, v.v.). Nhiệt hóa dựa trên phép đo hiệu ứng nhiệt phản ứng oxy hóa xúc tác (đốt cháy) khí. Các phương pháp điện hóa giúp xác định nồng độ khí trong hỗn hợp dựa trên độ dẫn điện của chất điện phân đã hấp thụ khí này. Phương pháp đo quang màu dựa trên sự thay đổi màu sắc của một số chất khi chúng phản ứng với thành phần được phân tích của hỗn hợp khí.
3. Các thiết bị hoạt động dựa trên các phương pháp phân tích thuần túy vật lý (nhiệt dẫn, nhiệt từ, quang học, v.v.). Phép đo nhiệt độ dựa trên việc đo độ dẫn nhiệt của chất khí. Máy phân tích khí nhiệt từ được sử dụng chủ yếu để xác định nồng độ oxy, có độ nhạy từ cao. Máy phân tích khí quang dựa trên việc đo mật độ quang, phổ hấp thụ hoặc phổ phát xạ của hỗn hợp khí.

Mỗi phương pháp được đề cập đều có ưu và nhược điểm, việc mô tả chúng sẽ tốn rất nhiều thời gian và không gian và nằm ngoài phạm vi của bài viết này. Các nhà sản xuất máy phân tích khí hiện sử dụng hầu hết tất cả các phương pháp phân tích khí được liệt kê, nhưng máy phân tích khí điện hóa là phổ biến nhất vì chúng rẻ nhất, linh hoạt nhất và đơn giản nhất. Nhược điểm của phương pháp này: độ chọn lọc và độ chính xác đo thấp; tuổi thọ ngắn của các bộ phận nhạy cảm tiếp xúc với tạp chất mạnh.

Tất cả các dụng cụ phân tích khí cũng có thể được phân loại:

• theo chức năng (chỉ báo, phát hiện rò rỉ, báo động, phân tích khí);
• theo thiết kế (cố định, di động, di động);
• theo số lượng thành phần đo được (một thành phần và nhiều thành phần);
• theo số lượng kênh đo (đơn kênh và đa kênh);
• cho mục đích đã định (đảm bảo an toàn lao động, kiểm soát quy trình công nghệ, kiểm soát khí thải công nghiệp, kiểm soát khí thải phương tiện, kiểm soát môi trường).

Phân loại theo chức năng.

1. Các chỉ báo là thiết bị đưa ra đánh giá định tính về hỗn hợp khí dựa trên sự hiện diện của một thành phần được kiểm soát (theo nguyên tắc “nhiều - ít”). Theo quy định, thông tin được hiển thị bằng một dòng có nhiều dấu chấm. Tất cả các chỉ báo đều bật - có rất nhiều thành phần, một thành phần bật - không đủ. Điều này cũng bao gồm các máy dò rò rỉ. Sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ được trang bị đầu dò hoặc dụng cụ lấy mẫu, có thể xác định vị trí rò rỉ từ đường ống, ví dụ như khí làm lạnh.
2. Cảnh báo cũng đưa ra ước tính rất sơ bộ về nồng độ của thành phần được kiểm soát, nhưng đồng thời chúng cũng có một hoặc nhiều ngưỡng cảnh báo. Khi nồng độ đạt giá trị ngưỡng, các phần tử cảnh báo sẽ được kích hoạt (đèn báo quang, thiết bị âm thanh, tiếp điểm rơle được chuyển đổi).
3. Đỉnh cao của sự phát triển của các thiết bị phân tích khí (không tính sắc ký mà chúng ta đang xem xét) chính là các máy phân tích khí. Các thiết bị này không chỉ cung cấp định lượng nồng độ của thành phần được đo với chỉ báo số đọc (theo thể tích hoặc khối lượng), nhưng cũng có thể được trang bị bất kỳ chức năng phụ trợ nào: thiết bị ngưỡng, tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số đầu ra, máy in, v.v.

Phân loại theo thiết kế.

Giống như hầu hết các thiết bị đo lường và điều khiển, thiết bị phân tích khí có thể có các chỉ số trọng lượng, kích thước và chế độ vận hành khác nhau. Những thuộc tính này xác định sự phân chia thiết bị theo thiết kế. Máy phân tích khí nặng và cồng kềnh, thường được sử dụng lâu dài hoạt động liên tục, đều đứng yên. Các sản phẩm nhỏ hơn có thể dễ dàng di chuyển từ vật này sang vật khác và đưa vào sử dụng khá đơn giản là có thể mang theo được. Rất nhỏ và nhẹ - di động.

Phân loại theo số lượng thành phần đo được.

Máy phân tích khí có thể được thiết kế để phân tích nhiều thành phần cùng một lúc. Hơn nữa, việc phân tích có thể được thực hiện đồng thời cho tất cả các thành phần và từng thành phần một, tùy thuộc vào tính năng thiết kế thiết bị.

Phân loại theo số lượng kênh đo.

Thiết bị phân tích khí có thể là kênh đơn (một cảm biến hoặc một điểm lấy mẫu) hoặc đa kênh. Theo quy định, số lượng kênh đo trên mỗi thiết bị nằm trong khoảng từ 1 đến 16. Cần lưu ý rằng hệ thống phân tích khí mô-đun hiện đại cho phép bạn tăng số lượng kênh đo gần như vô tận. Các thành phần đo được cho các kênh khác nhau có thể giống hoặc khác nhau trong một tập hợp tùy ý. Đối với máy phân tích khí có cảm biến loại dòng chảy (nhiệt độ dẫn, nhiệt từ, hấp thụ quang), vấn đề giám sát đa điểm được giải quyết bằng cách sử dụng các thiết bị phụ trợ đặc biệt - bộ phân phối khí, đảm bảo cung cấp mẫu thay thế cho cảm biến từ một số điểm lấy mẫu.

Phân loại theo mục đích.

Thật không may, không thể tạo ra một máy phân tích khí đa năng có thể sử dụng để giải quyết tất cả các vấn đề về phân tích khí. Chẳng hạn, cũng như không thể tạo ra một thước đo để đo cả hai phần của milimet và hàng chục km. Nhưng máy phân tích khí phức tạp hơn nhiều lần thiết bị đo, chứ không phải là một người cai trị. Các loại khí khác nhau, ở các khoảng nồng độ khác nhau, được kiểm soát theo những cách khác nhau, bằng Các phương pháp khác nhau và các phương pháp đo lường. Vì vậy, các nhà sản xuất thiết kế và sản xuất các dụng cụ để giải quyết các vấn đề đo lường cụ thể. Nhiệm vụ chính là: kiểm soát bầu không khí khu vực làm việc (an toàn), kiểm soát khí thải công nghiệp (sinh thái), kiểm soát quy trình công nghệ (công nghệ), kiểm soát khí trong nước và các chất lỏng khác, kiểm soát khí quyển mỏ, kiểm soát khí thải phương tiện khí (sinh thái và công nghệ). Trong mỗi lĩnh vực này, thậm chí có thể phân biệt được các nhóm thiết bị chuyên dụng cao hơn. Hoặc bạn có thể phóng to nó, đó là những gì chúng tôi đã làm - trong danh mục của chúng tôi, bạn sẽ tìm thấy 5 nhóm dụng cụ phân tích khí chính:

• máy phân tích khí, máy dò khí và hệ thống an toàn và bảo hộ lao động,
• máy phân tích khí và hệ thống giám sát quy trình công nghệ và khí thải của các doanh nghiệp công nghiệp,
• máy phân tích khí để phân tích lọc nước,
• máy phân tích khí mỏ và hệ thống kiểm soát khí quyển mỏ,
• máy phân tích khí để kiểm soát khí thải động cơ.

Máy phân tích khí là một thiết bị đo được thiết kế để xác định nồng độ của một số thành phần trong hỗn hợp khí. Nó có thể hoạt động ở chế độ thủ công hoặc tự động. Kết quả đo được biểu thị bằng phần trăm nồng độ hoặc đơn giản là báo cáo mức vượt quá tới hạn so với định mức đã thiết lập của một chất nhất định trong không khí hoặc môi trường khí khác. Thiết bị này được thiết kế để đo hàm lượng của một thành phần duy nhất và không thể phản ứng với nồng độ vượt quá của thành phần khác.

Các loại thiết bị theo chức năng

Máy phân tích khí được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào mục đích chức năng của chúng. Chúng được sản xuất dưới dạng:

• chỉ số.
• Máy phát hiện rò rỉ.
• Thiết bị báo hiệu.

Thiết bị chỉ báo loại được dùng cho các phép đo ngắn hạn nhằm xác định nồng độ của một thành phần nhất định trong môi trường khí. Các thiết bị như vậy thường được đại diện bởi các mô hình di động.

Máy phân tích khí ở dạng máy dò rò rỉ cũng có thể mang theo được. Chúng được thiết kế để phát hiện rò rỉ trong đường ống dẫn khí. Sử dụng một thiết bị như vậy, có thể xác định chính xác khu vực bị hư hỏng mà qua đó có rò rỉ vào khí quyển. Thiết bị hoạt động gần như theo nguyên tắc chỉ báo, nhưng không phân tích tổng thể tích khí trong phòng mà bao phủ một không gian hạn chế xung quanh bộ phận nhạy cảm. Bằng cách áp dụng thiết bị vào đường ống, khí sẽ được quét xung quanh các bức tường của nó để xác định khu vực mà nồng độ vượt quá sẽ tối đa.

Thông thường, các thiết bị như vậy được trang bị vỏ chống cháy nổ, giúp loại bỏ sự hình thành tia lửa có thể đốt cháy môi trường nếu phân tích hư hỏng đường ống có khí dễ cháy. Máy dò rò rỉ thường có thể được tìm thấy ở những nhân viên của các công ty quản lý nhà ở, những người kiểm tra độ kín của các kết nối với đường ống. Đây là những thiết bị nhỏ gọn và nhẹ cho phép bạn phân tích không khí để tìm sự hiện diện của tạp chất khí tự nhiên chỉ trong vài giây.

Máy phân tích khí ở dạng thiết bị báo hiệu tiến hành phân tích liên tục thành phần của môi trường khí. Chúng được đại diện bởi các thiết bị cố định cố định bất động. Khi nhận dữ liệu vượt quá giá trị cho phép, thiết bị sẽ báo hiệu điều này về bảng điều khiển, phát ra tín hiệu âm thanh hoặc ánh sáng. Bảng điều khiển có thể tự động tắt nguồn cung cấp khí đốt hoặc bật hệ thống thông gió bổ sung.

Có những máy phân tích được trang bị thiết bị âm thanh và ánh sáng riêng để thông báo nguy hiểm. Một số thiết bị được trang bị van điện để tắt đường ống khi thiết bị được kích hoạt. trong đó quy trình tự động xảy ra mà không có sự tham gia của bảng điều khiển, điều này cho phép bạn từ chối sử dụng nó.

Các loại khí mà máy phân tích phản ứng

Máy phân tích khí có thể có thiết kế đa dạng, phản ứng với bất kỳ chất khí. Các thiết bị phổ biến nhất bao gồm các dụng cụ được hiệu chuẩn để đo nồng độ của các loại khí sau:

• Hydro sunfua.
• Propane.
• Mêtan.
• Cacbon monoxit.
• Ôxy.
• Lưu huỳnh đioxit, v.v.

Máy phân tích khí gia dụng

Theo yêu cầu pháp lý, máy phân tích khí được lắp đặt trong bắt buộc tại các cơ sở công nghiệp, cũng như nhà nồi hơi. Ở những khu vực họ làm việc hệ thông sưởi âm, các dụng cụ được sử dụng để phân tích nồng độ carbon dioxide, cũng như khí dễ cháy. Trong các cơ sở sản xuất có nguy cơ giải phóng các loại khí khác, máy phân tích phản ứng với các chất đó cũng được lắp đặt. Trong cơ sở trong nước, sự hiện diện của các thiết bị như vậy là không cần thiết. Đồng thời, việc sử dụng máy phân tích khí làm tăng đáng kể độ an toàn. Thiết bị được các nhà sản xuất cung cấp cho cơ sở gia đình không yêu cầu kết nối với bảng điều khiển. Điều này giúp giảm chi phí trang bị cho căn phòng các cảm biến và hệ thống điều khiển nhạy cảm.

Có hai loại thiết bị được sử dụng trong nhà - thiết bị dễ cháy và carbon monoxide. Các thiết bị phản ứng với hỗn hợp dễ cháy được lắp đặt trong những phòng có người tiêu dùng gas. Các thiết bị như vậy là cố định. Chúng được gắn trên tường gần nguồn rò rỉ có thể xảy ra và được kết nối bằng dây với van điện được lắp đặt ở ổ cắm ống dẫn khí hoặc ở đầu ra của xi lanh. Nếu vượt quá nồng độ khí cho phép, thiết bị sẽ phát ra tín hiệu âm thanh và ánh sáng, đồng thời ra lệnh cho van điện từ tắt nguồn cung cấp.

Phổ biến hơn là các thiết bị gia dụng phản ứng với carbon monoxide. Sự hình thành của nó xảy ra trong quá trình đốt cháy khí thông thường, gỗ, than đá và bất kỳ vật thể nào khác. Các thiết bị như vậy khi phát hiện nồng độ carbon monoxide vượt quá sẽ phát ra tín hiệu âm thanh và ánh sáng. Với sự hiện diện của thông gió cưỡng bức, thiết bị được kết nối với bộ điều khiển của nó. Nó bật mui xe, làm mới không khí trong phòng. Nếu thiết bị được lắp đặt trong phòng có thiết bị hiện đại nồi hơi sưởi ấm, khi đó việc kích hoạt cảm biến sẽ dẫn đến việc chặn nguồn cung cấp oxy cho buồng đốt. Điều này ngăn chặn quá trình đốt cháy và ngăn chặn sự gia tăng nồng độ carbon monoxide.

Các thiết bị gia dụng hoạt động liên tục. Tần suất phân tích không khí trong nhà được thực hiện trong khoảng thời gian 5-60 giây. Trước khi nồng độ các chất độc hại trong không khí đạt đến mức tới hạn, máy phân tích khí gia dụngđưa ra các tín hiệu cảnh báo cho thấy sự gia tăng đáng kể các chất độc hại. Điều này cho phép bạn phản ứng sớm và khắc phục sự cố trước khi cảnh báo được kích hoạt và các quy trình tự động được kích hoạt.

Thông thường, máy phân tích khí gia dụng là thiết bị kết hợp và có các cảm biến nhạy phản ứng với một số chất. Thông thường đây là ba thành phần - metan, propan-butan và carbon monoxide.

Những thiết bị như vậy sẽ thích hợp để lắp đặt trong các phòng sau:

• Trong căn hộ và nhà ở.
• Nhà để xe.
• Phòng nồi hơi.
• Bảo quản bình gas.

Các loại máy phân tích khí tùy theo nguyên lý hoạt động vật lý

Tùy thuộc vào nguyên lý vật lý mà môi trường khí được phân tích để xác định các thành phần riêng lẻ, có hơn 10 loại máy phân tích khí. Không có thiết kế hoàn toàn phổ quát nào cho phép người ta phân tích thành phần của bất kỳ hỗn hợp nào. Đối với một số loại khí, nguyên tắc vật lý được sử dụng, trong khi đối với những loại khác, nguyên tắc vật lý này không hiệu quả hoặc không an toàn.

Sau đây được phân biệt: loại phổ biến máy phân tích khí:

• Đo nhiệt độ.
• Khí nén.
• Từ tính.
• Hồng ngoại.
• Ion hóa.
• Tia cực tím.
• Phát quang.

Đo nhiệt độ phản ứng với tính dẫn nhiệt của hỗn hợp. Các thiết bị này phân tích mức độ truyền nhiệt hiệu quả trong môi trường khí. Thiết bị như vậy phù hợp trong trường hợp mức độ dẫn nhiệt của khí chính và tạp chất cần phát hiện khác nhau đáng kể.

Khí nén phân tích độ nhớt của hỗn hợp có trong phòng. Những thiết bị này không có bộ phận điện nên có thể sử dụng ở những khu vực dễ cháy nổ. Các bộ phận cơ học của thiết bị không tạo ra tia lửa điện nên nguy cơ cháy gas được loại bỏ.

từ tính Máy phân tích khí được sử dụng để phân tích oxy. Các thiết bị như vậy được sử dụng trong các cơ chế công nghệ cao khác nhau, trong đó hỗn hợp khí được chuẩn bị cho quá trình đốt cháy. Qua nguyên tắc nàyĐầu dò lambda hoạt động, được gắn trong hệ thống ống xả của ô tô hiện đại. Thiết bị xác định nồng độ oxy trong khí thải, cho phép bạn đánh giá mức độ đốt cháy nhiên liệu hiệu quả.

Hồng ngoại Chúng chiếu xạ môi trường khí bằng tia hồng ngoại, sau đó các cảm biến nhạy cảm sẽ phản ứng với mức độ hấp thụ ánh sáng phát ra của các phân tử của chất. Những thiết bị như vậy có vỏ chống cháy nổ nên thường được sử dụng cùng với chất nổ. Một tỷ lệ đáng kể các thiết bị công nghiệp và phòng thí nghiệm hoạt động theo nguyên tắc này.

Ion hóa Máy phân tích khí kiểm tra độ dẫn điện và khí ion hóa. Khi có tạp chất, độ dẫn điện sẽ khác nhau, được thiết bị ghi lại và hiển thị dưới dạng phần trăm nồng độ. Những thiết bị như vậy chỉ có thể hoạt động với các loại khí không thể bắt lửa.

tia cực tím Chúng hoạt động theo nguyên tắc tương tự như tia hồng ngoại, ngoại trừ việc chúng chiếu tia cực tím. Các thiết bị này cũng phân tích cường độ hấp thụ các tia hướng vào chúng bởi các phân tử của môi trường đo.

phát quang Máy phân tích khí đo đặc tính phát quang của khí. Những tính chất này khác nhau tùy thuộc vào nồng độ của một số tạp chất nhất định. Những thiết bị này không quá phổ biến vì có nhiều hơn nữa công nghệ đơn giản sản xuất thiết bị hoạt động theo nguyên tắc khác, cho phép bạn thu được dữ liệu với độ chính xác tương tự nhưng với chi phí sản xuất máy phân tích thấp hơn.

Ngoài ra còn có các thiết bị khác hoạt động trên các chế độ khác nhau nguyên tắc vật lý. Nó ít phổ biến hơn vì sản xuất đắt tiền hoặc cần bảo trì. Thông thường, các máy phân tích khí như vậy hoạt động theo nguyên tắc hóa học và yêu cầu thiết bị phải chứa đầy thuốc thử, thuốc thử này phải được đổ đầy sau khi sử dụng hết. Những thiết bị như vậy được sử dụng cho các loại khí cụ thể không được phân tích bằng các phương pháp khác.

Máy phân tích khí - dụng cụ đo hàm lượng (nồng độ) của một hoặc nhiều thành phần trong hỗn hợp khí. Mỗi máy phân tích khí được thiết kế để đo nồng độ của chỉ một số thành phần nhất định so với nền của hỗn hợp khí cụ thể trong các điều kiện tiêu chuẩn. Cùng với việc sử dụng các máy phân tích khí riêng lẻ, các hệ thống giám sát khí đang được tạo ra kết hợp hàng chục thiết bị như vậy.

Máy phân tích khí được phân loại theo loại thành khí nén, từ tính, điện hóa, bán dẫn, v.v.

Máy phân tích khí đo nhiệt độ. Hoạt động của chúng dựa trên sự phụ thuộc của độ dẫn nhiệt của hỗn hợp khí vào thành phần của nó.

Ví dụ, máy phân tích khí đo độ dẫn nhiệt không có độ chọn lọc cao và được sử dụng nếu thành phần được kiểm soát về độ dẫn nhiệt khác biệt đáng kể so với các thành phần còn lại. để xác định nồng độ H 2, He, Ar, CO 2 trong hỗn hợp khí chứa N 2, O 2... Phạm vi đo từ đơn vị đến hàng chục phần trăm thể tích.

Máy phân tích khí nhiệt hóa học. Những thiết bị này đo hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học trong đó thành phần được xác định có liên quan. Trong hầu hết các trường hợp, quá trình oxy hóa thành phần bằng oxy trong khí quyển được sử dụng; chất xúc tác - mangan-đồng (hopcalite) hoặc Pt phân tán mịn lắng đọng trên bề mặt của chất nền xốp. Sự thay đổi t-ry trong quá trình oxy hóa được đo bằng kim loại. hoặc nhiệt điện trở bán dẫn. Trong một số trường hợp, bề mặt của nhiệt điện trở bạch kim được sử dụng làm chất xúc tác. Giá trị này liên quan đến số mol M của thành phần bị oxy hóa và hiệu ứng nhiệt theo hệ thức:, trong đó hệ số k, có tính đến sự mất nhiệt, tùy thuộc vào thiết kế của thiết bị.

Máy phân tích khí từ. Loại này được sử dụng để xác định O2. Hoạt động của chúng dựa trên sự phụ thuộc của độ nhạy từ của hỗn hợp khí vào nồng độ của O 2, độ nhạy từ thể tích của nó lớn hơn hai bậc độ lớn so với hầu hết các loại khí khác. Những máy phân tích khí như vậy có thể xác định có chọn lọc O2 trong hỗn hợp khí phức tạp. Phạm vi nồng độ đo được là 10 -2 - 100%. Máy từ tính là loại phổ biến nhất. và nhiệt từ máy phân tích khí.

Máy phân tích khí cơ từ đo các lực tác dụng trong từ trường không đồng nhất. trường trên một vật thể (thường là rôto) được đặt trong hỗn hợp đang được phân tích.

Máy phân tích khí được thực hiện theo sơ đồ bù sẽ chính xác hơn. Trong đó, mô-men xoắn của rôto, có liên quan về mặt chức năng với nồng độ O 2 trong hỗn hợp được phân tích, được cân bằng bởi một mô-men xoắn đã biết, để tạo ra loại điện từ nào được sử dụng. hoặc tĩnh điện hệ thống. Máy phân tích khí quay không đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp và khó điều chỉnh.

Máy phân tích khí nén. Hoạt động của chúng dựa trên sự phụ thuộc của mật độ và độ nhớt của hỗn hợp khí vào thành phần của nó. Những thay đổi về mật độ và độ nhớt được xác định bằng cách đo cơ học chất lỏng. thông số dòng chảy. Ba loại máy phân tích khí nén là phổ biến.

Máy phân tích khí với bộ chuyển đổi bướm ga đo thủy lực điện trở của van tiết lưu (mao mạch) khi đưa khí được phân tích đi qua nó. Tại dòng chảy ổn định giảm áp suất khí qua van tiết lưu - một hàm của mật độ (van tiết lưu hỗn loạn), độ nhớt (van tiết lưu tầng) hoặc cả hai thông số cùng một lúc.

Máy phân tích khí phun đo động áp suất của dòng khí chảy ra từ vòi phun. Ví dụ, chúng được sử dụng trong ngành công nghiệp nitơ để đo hàm lượng H 2 trong nitơ (phạm vi đo 0-50%), trong ngành clo - để xác định C1 2 (0-50 và 50-100%). Thời gian cần thiết để thiết lập số đọc của các máy phân tích khí này không vượt quá vài lần. giây, do đó chúng cũng được sử dụng trong các máy dò khí có nồng độ khí và hơi trước khi nổ của một số chất (ví dụ, dichloroethane, vinyl clorua) trong không khí công nghiệp. cơ sở.

Máy phân tích khí hồng ngoại. Hoạt động của chúng dựa trên sự hấp thụ có chọn lọc bức xạ hồng ngoại của các phân tử khí và hơi trong phạm vi 1-15 micron. Bức xạ này được hấp thụ bởi tất cả các loại khí có phân tử bao gồm ít nhất hai nguyên tử khác nhau. Độ đặc hiệu cao của quang phổ hấp thụ phân tử các loại khí khác nhau xác định độ chọn lọc cao của các máy phân tích khí này và việc sử dụng rộng rãi chúng trong các phòng thí nghiệm và công nghiệp. Phạm vi nồng độ đo được là 10 -3 -100%. Máy phân tích khí phân tán sử dụng bức xạ có một bước sóng, thu được bằng cách sử dụng bộ đơn sắc (lăng kính, cách tử nhiễu xạ). Trong các máy phân tích khí không phân tán, do đặc tính quang học. mạch thiết bị (sử dụng bộ lọc ánh sáng, máy thu bức xạ đặc biệt, v.v.) sử dụng không đơn sắc. sự bức xạ.

Máy phân tích khí cực tím. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên sự hấp thụ có chọn lọc bức xạ của các phân tử khí và hơi trong phạm vi 200-450nm. Độ chọn lọc của việc xác định các khí đơn nguyên tử rất cao. Các khí di- và đa nguyên tử có phổ hấp thụ liên tục trong vùng UV, làm giảm tính chọn lọc của phép xác định chúng. Tuy nhiên, việc không có phổ hấp thụ tia cực tím đối với N 2, O 2, CO 2 và hơi nước cho phép, trong nhiều trường hợp thực tế quan trọng, thực hiện các phép đo khá chọn lọc khi có mặt. những thành phần này. Khoảng nồng độ xác định thường là 10 -2 -100% (đối với hơi Hg giới hạn dưới của khoảng là 2,5-10 -6%).

Máy phân tích khí cực tím được sử dụng trong Sec. cách để giám sát tự động hàm lượng C1 2, O 3, SO 2, NO 2, H 2 S, C1O 2, dichloroethane, đặc biệt là trong khí thải từ các doanh nghiệp công nghiệp, cũng như để phát hiện hơi Hg, ít thường xuyên hơn Ni (CO ) 4, trong không khí trong nhà .

Máy phân tích khí phát quang. Máy phân tích khí phát quang hóa học đo cường độ phát quang bị kích thích do phản ứng hóa học của thành phần được kiểm soát với thuốc thử ở pha rắn, lỏng hoặc khí. Ví dụ - tương tác. NO với O 3 dùng để xác định oxit nitơ:

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

Máy phân tích khí quang học. Các thiết bị này đo cường độ màu của các sản phẩm được chọn. mối quan hệ giữa thành phần được xác định và thuốc thử được lựa chọn đặc biệt. Phản ứng thường được thực hiện trong dung dịch (máy phân tích khí lỏng) hoặc trên chất mang rắn ở dạng băng, viên hoặc bột (tương ứng, băng, máy tính bảng, máy phân tích khí bột).

Đo quang học Máy phân tích khí được sử dụng để đo nồng độ các tạp chất độc hại (ví dụ: nitơ oxit, O 2, C1 2, CS 2, O 3, H 2 S, NH 3, HF, phosgene, một số hợp chất hữu cơ) trong công nghiệp. bầu không khí. khu vực và trong không khí công nghiệp. cơ sở. Các thiết bị di động không liên tục được sử dụng rộng rãi để theo dõi ô nhiễm không khí. Con số lớn phép đo quang học máy phân tích khí được sử dụng làm máy dò khí.

Máy phân tích khí điện hóa. Hành động của họ dựa trên mối quan hệ giữa thông số điện hóa. hệ thống và thành phần của hỗn hợp được phân tích vào hệ thống này.

Trong máy phân tích khí đo độ dẫn điện, độ dẫn điện của dung dịch được đo khi nó hấp thụ có chọn lọc thành phần được xác định. Nhược điểm của các máy phân tích khí này là độ chọn lọc thấp và thời gian cần thiết để thiết lập số đọc khi đo nồng độ nhỏ. Máy phân tích khí đo độ dẫn điện được sử dụng rộng rãi để xác định O 2, CO, SO 2, H 2 S, NH 3, v.v.

Máy phân tích khí ion hóa Hoạt động này dựa trên sự phụ thuộc của độ dẫn điện của khí vào thành phần của chúng. Sự xuất hiện của tạp chất trong khí có tác động bổ sung đến sự hình thành các ion hoặc đến khả năng di chuyển của chúng và do đó, tái hợp. Sự thay đổi độ dẫn điện tỷ lệ thuận với hàm lượng tạp chất.

Tất cả các máy phân tích khí ion hóa đều chứa dòng ion hóa. một buồng trong đó đặt một hiệu điện thế nhất định vào các điện cực. Những thiết bị này được sử dụng rộng rãi để theo dõi các tạp chất vi mô trong không khí, cũng như các máy dò trong máy sắc ký khí.