Устройство и классификация бытовых газоанализаторов для квартиры

Классификация по принципу действия

И бытовые и профессиональные модели газоанализаторов могут быть как ручными, так и автоматическими. Среди первых большее распространение получили абсорбционные химические  — в них компоненты газо-воздушной смеси  поглощаются с помощью особых реагентов поочередно. Автоматические – способны измерять физико-химические или физические показатели газовой субстанции (ее отдельных компонентов) в одновременном порядке.

Ручные модели уже давно не применяются массовым пользователем, рынок практически полностью завоеван автоматическими аппаратами, которые можно подразделить на три группы по механизму работы:

• Действие основано на методах физического анализа и включает в себя дополнительные химические реакции. Эти модели способны определять изменение давления или объема газовой субстанции на основе химических реакций с ее отдельными компонентами.
• Действие основано на методах физического анализа и включает в себя дополнительные термохимические, фотоколориметрические, электрохимические процессы. Термохимические базируются на измерениях эффективности тепловой реакции горения (каталитического окисления). Электрохимические могут определять концентрацию веществ в субстанции, основываясь на значениях проводимости, выдаваемых электрическим электролитом, который поглотил субстанцию. Фотоколориметрические основаны на смене цветового спектра некоторых веществ в процессе их взаимодействия с анализируемыми элементами.
• Действие основано на исключительно физических методах определения (оптические, термокондуктометрические, термомагнитные). Термокондуктометрические замеряют теплопроводность газовой субстанции. Термомагнитные способны определять кислородную концентрацию, где кислород будет обладать повышенной восприимчивостью к магнитным полям. Оптические основаны на замерах оптической плотности, спектров испускания/поглощения газо-воздушной смеси.

Каждый из вышеописанных методов имеет свои преимущества и недостатки, однако, современные изготовители приборов газоанализа чаще всего в своих конструкциях используют электрохимический принцип действия, как самый простой, дешевый и многофункциональный. Но и у этого способа найдутся своими минусы, а именно:

• Малая избирательность и верность получаемых результатов;
• Небольшой эксплуатационный срок чувствительных элементов;
• Большая подверженность негативному воздействию со стороны анализируемых примесей.

Газоанализаторы, основанные на физико-химическом и физическом методах.

В зависимости от физики использованного процесса, приборы 2-ой группы подразделяются на:

• Хроматографические
• Термохимические
• Фотоколориметрические
• Электрохимические

Хроматографические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для измерения состава смеси газов, твердых тел или жидкости. Принцип действия хроматографического анализатора заключается в индикации качественного и количественного состава разделенной газовой смеси.

Существует 3 метода хроматографического измерения:

1. Вытеснительный
2. Фронтальный
3. Проявительный

Термохимические газоанализаторы

Термохимические анализаторы газа – это устройства, определяющие энергию выделяемого тепла при прохождении химической реакции в смеси газов.

Принцип работы

Основной принцип работы – процесс окисления компонентов газа с применением дополнительных катализаторов (марганцево-медный катализатор, мелкодисперсная платина).

Измерение возникающей температуры осуществляется с помощью терморезистора, который в зависимости от температуры, меняет свое сопротивление, тем самым изменяя проходящий ток.

Фотоколориметрические газоанализаторы

Фотоколориметрический анализатор газа – это прибор, использующий оптическую систему (излучатель-приемник), который при помощи уровня поглощенного светового потока веществом определяет его.

Существует 2 разновидности фотоколориметрических газоанализаторов:

1. Жидкостный фотоколориметрический анализатор газа (реакция протекает в растворе, что позволяет с точностью до 5% определить компоненты смеси);
2. Ленточный фотоколориметрический газоанализатор (используют для реакции твердые носители).

Электрохимические газоанализаторы

Данный тип приборов предназначен для определения токсических газов в помещениях или на рабочих зонах. Отличительной чертой данного устройства, является возможность применять его во взрывоопасных зонах. Он компактный, энергосберегающий и практически нечувствителен к механическим воздействиям.

Они способны определять следующие вещества:

• Аммиак NН3;
• Сероводород H2S;
• Угарный газ СО;
• Оксид серы SO2;
• Хлор Cl2;
• Объемные доли кислорода (О2).

По принципу действия они подразделяются на:

• Гальванические (реагируют на изменение электропроводности);
• Электро-кондуктометрические (реагируют на изменения тока или напряжения);
• Потенциометрические (измеряют отношение напряженности поля и активных ионов).

В основе работы электрохимических анализаторов газа лежит явление электрохимической компенсации, которое заключается в выделении специального реагента, который реагирует с определенным компонентом смеси.

Физические газоанализаторы

Данные устройства работают благодаря физическим процессам и подразделяются на следующие виды:

• Термокондуктометрические;
• Магнитные;
• Оптические;
• Денсиметрические.

Магнитные газоанализаторы

Предназначены для определения процента О2 в смеси газов.

Магнитные анализаторы газа подразделяются на 2 группы:

1. Термомагнитные;
2. Магнитомеханические.

Данные устройства измеряют силу, которая возникает в неоднородном магнитном поле и воздействует на ротор устройства, и позволяет измерять концентрации в диапазоне 10-2.

Термокондуктометрические газоанализаторы

Данные устройства позволяют определить состав газовой смеси при помощи такой физической величины, как теплопроводность. Принцип действия: при изменении качественного и количественного состава газовой смеси, изменяется теплопроводность и соответственно сопротивления в терморезисторах, в результате чего полученные данные анализируются, и по шаблону определяется состав определенных компонентов газа.

Оптические газоанализаторы

Устройства данной конструкции работают по принципу изменения оптических свойств газовой смеси (оптическая плотность, спектральное излечение, показатель преломления и т.д.).

Данные газоанализаторы могут определять как органические (метан СН4, ацетилен С2Н2, этан С2Н6, и т.д.) так и неорганические (хлор, аммиак, сероводород и т.д.) вещества.

Оптические газоанализаторы подразделяются на:

• Ультрафиолетовые;
• Инфракрасные;
• Спектрофотометрические;
• Интерферометрические.

Принцип действия: определенный газ поглощает инфракрасное излучение с определенной длинной волны, в зависимости от которой устройство ведет расчет.

Руководство по эксплуатации и хранение

Установка, использование и поверка газоанализаторов воздуха рабочей зоны должны проходить в строгом соответствии с условиями, указанными предприятием-изготовителем.

Требования к хранению зависят от устройства анализатора. Так, например, электрохимические приборы хранятся в упаковке поставщика в отапливаемом хранилище при температуре от +5ºС до +40ºС и выдерживают высокую влажность.

Оптические устройства допускают температурный интервал от -50ºС до +50ºС, однако чувствительны к резким перепадам температуры и влажности, а также к пыли, агрессивным парам и другим вредным примесям.

Гарантийный срок хранения, как правило, составляет 12 месяцев, а период обслуживания по гарантии не превышает полутора лет.

Адекватно подобранный, исправный и правильно используемый газоанализатор предоставляет точную и своевременную информацию о составе воздуха рабочей зоны

Эта информация может оказаться не только нужной, но и жизненно важной для работника

В заключение предлагаем посмотреть видео-обзор, как работает газоанализатор ФП11.2К:

https://youtube.com/watch?v=IVhsuaFiQmU

Для чего нужен бытовой анализатор газа?

Газовые анализаторы применяются практически во всех сферах, чтобы сделать процесс производства или жизнь человека безопасными. Данный прибор обнаруживает утечки газа при использовании плиты или духовки, котлах отопления, колонах нагрева воды. Некоторые типы газоанализатора находят утечку фреона в системах кондиционирования, контролируют количество вредных выбросов в выхлопных газах автомобилей и на производстве.

Таким образом, данные приборы пригодны к использованию с двумя целями – выявление утечки газа и анализ качества воздуха. К примеру, такой вид датчика, как течеискатель, предупреждает о возникновении пожароопасной ситуации. Он снабжен устройством каталитического сжигания, который обнаруживает высокую концентрацию пропана или природного бытового газа.

О выявлении утечки уведомляет индикатор на корпусе аппарата. Есть также устройства для распознавания утечек фреона, аммиака и других газов, испарения которых опасны для жизни и здоровья людей, экологической обстановки.

Сигнализаторы газа монтируются в местах, где существует вероятность скопления вредных веществ. Стандартные газоанализаторы могут распознавать сосредоточение угарного газа, метана и пропана:

1. Угарный газ (СО) – выделяется при сжигании топлива, а его утечка в помещении без притока свежего воздуха смертельно опасна.
2. Метан (СН4) – главный компонент природного газа, скопления которого взрываются или загораются даже от небольшой искорки.
3. Пропан (С3Н8) – главный компонент сжиженной пропан-бутановой смеси, утечка которого опасна даже при наличии постоянного притока свежего воздуха.

Установка газосигнализаторов обезопасит жильцов дома или квартиры от скопления вредных веществ в помещении и поможет своевременно ликвидировать течь горючего. Некоторые виды датчиков утечки бытового газа способны посылать сигнал об опасной концентрации на мобильный телефон.

Электрохимические газоанализаторы

Такая модель предназначена для того, чтобы определять токсические газы. Ее особенность в том, что она может использоваться во взрывоопасных зонах. Это устройство компактное, энергосберегающее и малочувствительное к механическим воздействиям.

Основой работы данных газоанализаторов является явление электрохимической компенсации. Это означает, что выделяется специальный реагент, реагирующий с каким-то определенным компонентом смеси. Есть несколько типов электрохимических газоанализаторов:

• потенциометрические; их цель – измерять отношение напряженности поля;
• электро-кондуктометрические; они реагируют на изменения напряженности и тока;
• гальванические; чувствительны к изменению электропроводности.

Как видим, принцип работы газоанализаторов не сложен, однако один тип устройства отличается от другого, так как преследует различные цели. Газоанализаторы – полезные устройства, позволяющие определить состояние газа на данный момент в помещении, что позволит поддерживать здоровье человека на приемлемом уровне.

Устройство, функционально построенное на принципах измерения газовых смесей, позволяет своевременно определить превышение опасных токсинов. Газовый анализатор – небольшой по размерам прибор предупредит об опасности, связанной с несанкционированным выбросом вредных летучих веществ и о появлении протечки в трубопроводе.

Мы расскажем о всех применяемых на практике видах анализаторов газовой смеси. В представленной нами статье подробно описаны их конструктивные особенности и принцип действия. С учетом наших рекомендаций вы сможете выбрать наиболее подходящий прибор.

С точки зрения исполнения, существуют газоанализаторы ручные и автоматические. К ручным анализаторам относятся абсорбционные модели, где используется технология поглощения газовой среды реагентами. Приборы, действующие автоматически, обычно действуют по технологии построения физико-химической характеристики вещества.

Практически все устройства анализа газовой среды, поддерживающие автоматическое измерение, с точки зрения методологии условно делятся на три группы:

1. Анализаторы химических реакций.
2. Анализаторы физико-химических процессов.
3. Анализаторы физических процессов.

Первыми поддерживаются физические методы анализа, выполняемого с помощью химических реакций. Здесь, как правило, ассортимент приборов составляют объёмно-манометрические, а также химические аппараты.

С помощью мобильных приборов измеряется объём или давление смеси газа.

Газоанализатор – одна из многочисленных моделей подобных приборов, которые широко применяются в самых разных отраслях народного хозяйства. Такие устройства позволяют вести всеобъемлющий контроль окружающей среды

Второй группой устройств тоже поддерживается физическая методология, но при дополнении физико-химическим процессом.

Среди таких процессов могут иметь место:

• электрохимия;
• термическая химия;
• фотоколориметрия;
• фотоионизация;
• хроматография.

Естественно, в зависимости от конкретного процесса, результат получают разным способом. К примеру, электрохимией определяют концентрацию газовой смеси, основываясь на её электрической проводимости. Или же, измеряя тепловую отдачу реакции каталитических окислений, получают степень концентрации горючих газов.

Пример устройства, поддерживающего технологию фотоионизационного анализа. Модель из серии приборов «Колион» относится к разряду переносных конструкций, отличается удобством применения и качеством выдаваемых результатов

Третья группа газоанализаторов, построенная исключительно на физической методике, представлена магнитными, оптическими, денсиметрическими и другими устройствами. В эту группу входят, к примеру, термокондуктометрические приборы анализа газовых смесей, благодаря которым получают результат, измеряя степень теплопроводности веществ.

Основной принцип работы и устройство газоанализаторов позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей, измеряя уровень концентрации одного компонента, присутствующего в составе смеси.

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.

Назначение, основные элементы, виды, принцип действия

Газоанализаторы – устройства, с помощью которых определяется состав газовой смеси как качественный (какие именно газы присутствуют), так и количественный (сколько определённых газов находится в смеси).

В первую очередь газоанализаторами оснащаются пожаро-, взрыво- и химически опасные производства, а также шахты, где имеются скопления рудничного газа (метана).

Обязательно применяют газоанализаторы перед тем, как проводить огневые работы в подвалах и колодцах, а также чтобы аттестовать рабочие места на вредных производствах.

Применение для индивидуальной защиты

Портативные газоанализаторы небольших размеров, которыми снабжаются работники опасных производств, можно считать первичными средствами индивидуальной защиты.

Они своевременно сигнализируют о повышенном содержании вредных примесей в воздухе, при котором следует покинуть рабочую зону либо применить средства защиты органов дыхания. Прибор-газоанализатор представлен на фото:

Способ работы устройства

Ручные анализаторы, которые приводятся в действие оператором, основаны на том, что отдельные газообразные компоненты поглощаются специальными реагентами.

Воздух производственной зоны пропускается через поглотитель, который связывает определённый газ. После этого первоначальный объём смеси уменьшается. По уменьшению объёма рассчитывается, сколько газа, связанного поглотителем, там изначально содержалось. В зависимости от квалификации оператора, измерение занимает от пяти до десяти минут.

Работа автоматических анализаторов непрерывного действия основана на физических и химических процессах, а также их сочетании.

Физический принцип измерения результата вспомогательной химической реакции обеспечивает работу объёмно-манометрических или химических анализаторов. В этих приборах измеряется, насколько изменился объём либо давление смеси газов после того, как её компоненты вступили в определённые химические реакции.

Физико-химический принцип действия, совмещённый с физическим, имеют следующие устройства:

• Хроматографические. В них проба разделяется за счёт того, что разные газы проходят поглотительный слой каждый со своей индивидуальной скоростью. Результат разделения фиксируется, проводится автоматический расчёт.

Термохимические. В этих устройствах проходит окисление (с дополнительными катализаторами) составных частей газовоздушной смеси. При окислении выделяется тепло; температура измеряется терморезистором. По степени нагрева определяется концентрация компонентов.

Фотоколориметрические. В них содержание компонентов измеряется по результату их цветной реакции с веществами-индикаторами.

Электрохимические газоанализаторы определяют концентрацию газа в смеси по величине электропроводности раствора, который поглощает этот газ.

Чисто физические принципы работы имеют следующие автоматические газоанализаторы:

• Термокондуктометрические. При изменении состава газовой смеси меняется её теплопроводность. Это изменение регистрируется терморезисторами.

Денсиметрические. Измеряют плотность газовой смеси, которая меняется в зависимости от качества и количества газов, входящих в неё.

Магнитные. Применяются для измерения концентрации кислорода в воздухе производственной среды по его магнитным свойствам.

Оптические. Анализируют состав газовой смеси по её оптической плотности, а также спектрам испускания или поглощения.

Разновидности

Кроме различия по способу действия (ручные или автоматические) и принципу работы, газоанализаторы для воздуха рабочей зоны подразделяют на типы:

• Стационарные. Такие приборы автоматически отслеживают концентрацию газов. В промышленном исполнении, если допустимое содержание опасной газовой составляющей превышено, они подают световые и звуковые сигналы, а также включают вентиляцию и прочие системы безопасности;
• Переносные. Предназначены для определения концентрации газовых примесей в разных местах производственной зоны;
• Портативные. Индивидуальные устройства. Имеют малые габариты и вес, измеряют концентрацию вредных примесей непосредственно там, где находится работник.

Кроме того, по количеству измеряемых примесей эти приборы бывают одно- и многокомпонентными, а по числу каналов (датчиков или точек отбора пробы) – одно- и многоканальными.

Какой датчик утечки газа лучше выбрать

Победителем рейтинга стала надежная и доступная модель от отечественного производителя САКЗ-МК 1-1Аi . Она моментально реагирует на внештатную ситуацию, оповещая всех вокруг мощной сиреной и ярким свечением. При этом, ложных срабатываний пользователями не выявлено.

Если же датчик планируется установить в жестких климатических условиях, то рекомендуем приобрести Rubetek KR-GD13, который будет исправно работать даже в диапазоне температур от -100 до +500 градусов и влажности 10-95%. Поэтому это просто идеальный вариант для ряда промышленных производств и котельных.

А чтобы все было под контролем, даже когда пользователь находится вдали от помещения, где установлен датчик, то стоит приобрести модели, которые о внештатной ситуации оперативно сообщат на смартфон с помощью смс или push-уведомление. К ним относятся, к примеру, Xiaomi Mi Honeywell или Aqara JT-BZ-03AQ/A. При этом, цена их немного выше других участников списка.

Но особое внимание стоит обратить на детекторы, которые при превышении допустимых значений способны включать специальный клапан, тем самым перекрывая газовую магистраль или запускать вытяжной вентилятор. СИКЗ-И-О-I с госповеркой и Кенарь GD100-L относятся как раз к таким устройствам

Удачных покупок!

Приобретения датчика загазованности и отсечного клапана в котельную

Отсечной клапан представляет собой прибор, который устанавливается на входе газопровода. Он действует при подаче электрического импульса на его катушку. В это время он должен перекрывать подачу природного газа ко всем устройствам.

Отличительные особенности отсечного клапана:

• Калибр условного прохода. Он может составлять от 15 до 25 мм для бытовых нужд.
• Энергия питания. Для домашнего использования оптимальный вариант составляет 220 Вт.
• Допустимое давление. Для газопроводов низкого давления оптимальный показатель – 500 МБар.
• Отличаются и виды клапанов. Бывает нормальный в открытом состоянии и закрытом.

Нормально открытый также называется импульсивным. Он представляет собой элемент с ручным взводом. Во время работы на его катушку не поступает электрический импульс. При воздействии датчика загазованности на катушку от прибора поступает небольшое напряжение. Это вызывает срабатывание датчика и отключения подачи газа.

Нормально закрытое устройство также относится к приборам с ручным взводом. Но чтобы запустить его работу, необходимо подать импульс на его катушку. Когда сигнализация срабатывает, то напряжение на катушке угасает и происходит отсечка газа.

Отличным домашним клапаном послужит нормально открытый прибор с энергопитанием в 220 Вт. Так отключение питание не станет причиной его срабатывания. Так предоставляется возможность использовать независимые газовые устройства. При этом можно сэкономить на электроэнергии.

Трудности при синхронной работе датчика и клапана могут возникнуть, когда при включении анализатор начинает проверять состояние своих выходов. Сигнализация будет подавать напряжение в клапан, и провоцировать его срабатывание. Именно поэтому анализатора в котельную необходимо детально ознакомиться с принципом его работы.