Что такое газоанализ определение
Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности
Газоанализатор – это измерительный прибор, предназначенный для определения концентрации определенных компонентов в газовых смесях. Он может работать в ручном или автоматическом режиме. Результат измерений выражается в процентном соотношении концентрации или просто сообщается о критическом превышении установленной нормы определенного вещества в воздухе или другой газовой среде. Устройство предназначено для измерения содержания отдельного компонента и не может реагировать на превышение концентрации другого.
Разновидности устройств по функциональным возможностям
Газоанализаторы разделяют на несколько видов в зависимости от их функционального предназначения. Они производятся в виде:
Приборы индикаторного типа предназначены для кратковременного измерения с целью определения концентрации определенного компонента в газовой среде. Такие устройства зачастую представлены переносными портативными моделями.
Газоанализаторы в виде течеискателей также являются портативными. Они предназначены для поиска течи в газовых трубах. С помощью такого устройства можно точно определить поврежденный участок, через который осуществляется утечка в атмосферу. Прибор работает практически по принципу индикатора, но анализирует не общий объем газа в помещении, а охватывает ограниченное пространство вокруг чувствительного элемента. Прикладывая прибор к трубе, осуществляется сканирование газа вокруг ее стенок с целью выявления участка, где превышение концентрации будет максимальным.
Зачастую такие приборы оснащаются взрывозащищенным корпусом, что исключает образование искры способной воспламенить среду, если идет анализ повреждения труб с горючими газами. Течеискатели часто можно встретить у работников жилищных управляющих компаний, которые проверяют герметичность подключения колонок, плит и духовых шкафов к трубам. Это компактные и легкие приборы, позволяющие осуществлять анализ воздуха на наличие примесей природного газа за считанные секунды.
Газоанализаторы в виде сигнализаторов осуществляют непрерывный анализ состава газовой среды. Они представлены стационарным оборудованием, которое закрепляется неподвижно. При получении данных с превышением допустимых показателей прибор сигнализирует об этом на пульт управлении, в результате чего осуществляется звуковой или световой сигнал. Пульт управления может автоматически перекрыть подачу газа или включить дополнительную вентиляцию.
Существуют анализаторы, которые оснащены собственным световым и звуковым оборудованием для сообщения об опасности. Отдельные устройства идут в комплекте с электроклапаном, который при срабатывании прибора перекрывает трубу. При этом автоматические процессы происходят без участия пульта управления, что позволяет отказаться от его использования.
Виды газов, на которые реагируют анализаторы
Газоанализатор может иметь разнообразную конструкцию, которая реагирует на любое газовое вещество. К самым востребованным устройствам относятся приборы, которые откалиброваны для измерения концентрации следующих видов газов:
Бытовой газоанализатор
Согласно требованиям законодательства, газоанализаторы устанавливаются в обязательном порядке на промышленных объектах, а также котельных. В помещениях, где работают отопительные системы, применяются приборы, которые анализируют концентрацию углекислоты, а также горючего газа.
На производстве, где существует риск выброса других разновидностей газа, также устанавливаются анализаторы, реагирующие на подобные вещества. В бытовых помещениях наличие подобного оборудования необязательно. При этом использование газоанализаторов существенно повышает безопасность. Предлагаемое производителями оборудование для бытовых помещений не требует подключения к пульту управления. Это снижает затраты на оснащение помещения чувствительными датчиками и системами управления.
В домашних помещениях применяется два типа оборудования – для горючих и угарных газов. Приборы, которые реагируют на горючие смеси, устанавливаются в тех помещениях, где имеются потребители газа. Такие устройства являются стационарными. Они закрепляются на стене вблизи с возможным источником утечки, и с помощью проводов соединяются с электроклапаном, установленным на выходе газовой трубы или на выходе баллона. При превышении допустимой концентрации газа устройство подаст звуковой и световой сигнал, а также даст команду электроклапану перекрыть подачу.
Более распространенными являются бытовые устройства, реагирующие на угарный газ. Его образование происходит при горении обычного газа, дров, угля и любых других предметов. Подобные устройства при обнаружении превышения концентрации окиси углерода выдают звуковой и световой сигнал. При наличии принудительной вентиляции, прибор подсоединяется к ее управлению. Он включает вытяжку, что осуществляет обновление воздуха в помещении. Если устройство устанавливается в помещении с современным отопительным котлом, то срабатывание датчика приводит к перекрытию подачи кислорода в камеру сгорания. Это позволяет прекратить горение и предотвратить увеличение концентрации угарного газа.
Бытовые устройства работают непрерывно. Частота анализа воздуха в помещении осуществляется с периодичностью 5-60 секунд. Перед тем как концентрация опасных веществ в воздухе достигнет критического уровня, бытовой газоанализатор издает предупредительные сигналы, сообщающие о значительном увеличении опасных веществ. Это позволяет заранее среагировать и устранить проблему до того как сработает аварийный сигнал и последует запуск автоматических процессов.
Подобные устройства будут уместными для установки в следующих помещениях:
Разновидности газоанализаторов в зависимости от физических принципов работы
В зависимости от физического принципа, по которому осуществляется анализ газовой среды для выявления отдельных компонентов, существует больше 10 разновидностей газоанализаторов. Не существует полностью универсальной конструкции, которая бы позволяла анализировать состав любых смесей. Для одних разновидностей газов используется один физический принцип, в то время как для других он не действенный или небезопасный.
Выделяют следующие популярные виды газоанализаторов:
Термокондуктометрические реагируют на теплопроводность смеси. Данные устройства анализируют насколько эффективно осуществляется передача температуры в газовой среде. Подобное оборудование подходит в тех случаях, когда уровень теплопроводности у основного газа и примесей, которые нужно выявить, существенно отличается.
Пневматические анализируют вязкость смеси, которая присутствует в помещении. Данные приборы не имеют электрических компонентов, поэтому их можно использовать на взрывоопасных объектах. Механические элементы прибора не создают искру, поэтому риск воспламенения газа исключается.
Магнитный газоанализатор используется для анализа кислорода. Подобные приборы используются в различных высокотехнологических механизмах, в которых проводится подготовка газовой смеси для сжигания. По данному принципу работает лямбда-зонд, который монтируется в выхлопной системе современных автомобилей. Устройство определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах, что позволяет оценить, насколько эффективно прогорело топливо.
Инфракрасные облучают газовую среду инфракрасными лучами, после чего чувствительные датчики реагируют на уровень поглощения молекулами вещества излучаемого света. Такие устройства имеют взрывозащищенный корпус, поэтому часто используются с взрывоопасными веществами. По данному принципу работает значительная доля лабораторного и промышленного оборудования.
Ионизационный газоанализатор проверяет электропроводимость и ионизованных газов. При наличии примесей электропроводимость отличается, что фиксируется прибором и отображается в процентном выражении концентрации. Подобные устройства могут работать только с теми газами, которые не могут воспламеняться.
Ультрафиолетовые работают по схожему принципу с инфракрасными, за тем исключением, что осуществляют облучение ультрафиолетовыми лучами. Данные приборы также анализируют интенсивность поглощения молекулами измеряемой среды направленных на них лучей.
Люминесцентный газоанализатор измеряет люминесцирующие свойства газов. Эти свойства отличаются в зависимости от концентрации определенных примесей. Данные устройства являются не столь распространенными, поскольку существуют намного более простые технологии производства оборудования, работающие по другому принципу, которые позволяют получить данные с такой же точностью, но с меньшими затратами на изготовление анализатора.
Бывает также прочее оборудование, работающее по другим физическим принципам. Оно является менее распространенным, поскольку затратное в производстве, или требует обслуживания. Зачастую подобные газоанализаторы работают по химическому принципу и требуют заправки приборов реагентами, которые после израсходования нужно доливать. Такие приборы применяются для специфических газов, которые другими способами не анализируются.
Газоанализатор (анализатор газов, газовый детектор, газосигнализатор) (англ. gas detector, gas analyzer, gas monitor) – контрольно-измерительное устройство, предназначенное для измерения состава и количества концентраций одного измеряемого газа или группы измеряемых газов и паров в газовоздушной смеси.
В газоанализаторах на чувствительный элемент (ячейку, сенсор) подаётся газовая смесь. Многокомпонентные переносные газоанализаторы объединяют несколько сенсоров на разные газы, размещённых в одном корпусе.
Стационарные приборы могут иметь несколько выносных блоков датчиков на определённые компоненты.
Часто анализаторами газов называют не только средства измерений, но такие приборы, как течеискатели, индикаторы и сигнализаторы.
Существуют 2 вида газоанализаторов зависимости от исполнения: ручные и автоматические.
Вариантом ручного газоанализатора является абсорбционная модель, в которой применяется технология поглощения газовой среды реагентами.
Автоматические анализаторы газов, как правило, работают по технологии построения физико-химической либо физической характеристики одного газового компонента или всей газовой смеси.
На сегодня самыми распространёнными являются автоматические газоанализаторы.
В зависимости от принципа работы они могут делиться на три основных группы:
1. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физических методах анализа, содержащих вспомогательные химические реакции. При помощи данных приборов можно измерить объём или давление газовоздушной смеси в результате химических реакций её составляющих компонентов.
2. Газоанализаторы, принцип измерения которых базируется на физико-химических методах анализа, содержащих в себе вспомогательные физико-химические процессы (фотоколориметрические, электрохимические, термокаталитические и другие типы).
Все существующие на данный момент газоаналитические устройства классифицируются, исходя из конструктивных и технологических деталей:
— по количеству каналов измерения (точек контроля) (одноканальные и многоканальные);
— по количеству контролируемых газов (однокомпонентные и многокомпонентные);
— по конструктивному исполнению (индивидуальные, стационарные, переносные);
— по функциональным возможностям (течеискатели, газоанализаторы, индикаторы, сигнализаторы);
— по назначению (для мониторинга воздуха рабочей зоны, для анализа промвыбросов, для контроля техпроцессов, для контроля выхлопных газов автомобилей на дизельном и бензиновом двигателях, для экологического мониторинга).
Классификация по функциональным возможностям
Классификация по конструктивному исполнению
Газовые анализаторы могут иметь различные габаритные размеры и массу, а также режимы работы. Этими свойствами и обуславливается разделение приборов по исполнению.
Газоанализаторы, работающие, как правило, от сети 220 В, и применяются для постоянного мониторинга воздуха, являются стационарными. Другие же приборы, более мобильные, запитывающиеся от встроенных аккумуляторов, могут переносится с одного помещения в другое называются переносными. Маленькие и легкие, носимые работниками на себе – являются портативными (индивидуальными).
Классификация по количеству измеряемых веществ
Приборы газового анализа могут быть изготовлены для контроля сразу нескольких газов. При этом обнаружение может осуществляться как одновременно по всем веществам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора.
Классификация по количеству каналов измерения
Классификация по назначению
Газоанализаторы производятся посредством различных методов и способов измерения.
Основные задачи измерения:
— мониторинг атмосферы рабочей зоны (безопасность);
— мониторинг промвыбросов (экология);
— мониторинг техпроцессов (технология);
— мониторинг газов в воде и других жидкостях;
— мониторинг рудничной атмосферы;
— мониторинг выхлопных газов автомобилей (дизельных и бензиновых)
В каждом из указанных направлений можно выделить еще более узко специализированные группы приборов.
ООО «НПЦ «АНАЛИТЕХ»
Газовый анализ, принципы и методы измерений
Это качественное обнаружение и количественное определение компонентов газовых смесей. Газовый анализ может проводиться, так по лабораторным методикам, так как с помощью специальных газоанализаторов. Как правило, методы газового анализа основаны на измерении физических параметров и свойств среды (например, электрической проводимости, магнитной восприимчивости, теплопроводности, оптической плотности, коэффициента рассеяния и так далее) значения которых зависят от концентраций определяемых компонентов. Существуют избирательные и неизбирательные методы измерения. В неизбирательных методах проводится измерение свойств пробы (например, плотности или теплопроводности), которые зависят от относительного содержания всех ее компонентов пробы. Поэтому такие методы могут применяться для анализа бинарных и псевдобинарных газовых смесей, в которых варьируется содержание только определяемого компонента, а соотношение концентраций остальных компонентов не изменяется. В избирательных методах измеряемое свойство пробы зависит преимущественного от содержания определяемого компонента.
По характеру измеряемого физического параметра методы газового анализа можно разделить на механические, акустические, тепловые, магнитные, оптические, ионизационные, масс-спектрометрические, электрохимические, полупроводниковые.
Акустические методы основаны на измерении поглощения или скорости распространения звуковых и ультразвуковых волн в газовой смеси. Методы не избирательны и применяются, в частности, для определения СН4, О2, Н2 в бинарных и псевдобинарных смесях. МОК метода от 0,001 до 0,1 %.
В магнитных методах измеряют физические характеристики газа, обусловленные магнитными свойствами определяемого компонента в магнитном поле. С их помощью контролируют содержание О2, отличающегося аномально большой парамагнитной восприимчивостью. Наиболее распространен термомагнитный метод, основанный на зависимости парамагнитной восприимчивости О2 от его концентрации при действии магнитного поля в условиях температурного градиента. МОК метода от 0,01 до 0,1 %.
По фотоколориметрическому оптическому методу предварительно проводят цветную реакцию контролируемого компонента с подходящим реагентом в газовой фазе, в индикаторном реакторе или на поверхности твердого носителя (в виде ленты, таблетки, порошка) и измеряют интенсивность окраски продуктов реакции. Метод применяют также для избирательного определения оксидов азота, СО, CS2, NH3, ацетилена, фосгена, формальдегида и др. МОК метода от 0,000001 до 0,001 %.
В эмиссионных оптических методах измеряют интенсивность излучения определяемых компонентов. Излучение можно возбудить электрическим разрядом (МОК метода от 0,0001 до 0,1 %), пламенем, светом и другими источниками (при использовании лазера МОК достигает 0,0000001 до 0,000001 %). Эти методы применяют для количественного определения множества элементов и соединений.
В хемилюминесцентном методе измеряют интенсивность люминесценции, сопровождающей некоторые хим. реакции в газах. Метод применяют, в частности, для определения О3 и оксидов азота. Например, определение NO основано на его окислении озоном. МОК метода от 0,000001 до 0,0001 %.
Оптические методы, основанные на рассеянии света, получили развитие благодаря лазерной технике. Они применяются, в частности, при дистанционном контроле чистоты атмосферы для определения главным образом вредных примесей – органических соединений, оксидов азота, серы, углерода и т.д. МОК метода от 0,000001 до 0,1 %.
Рефрактометрический метод используется для определения СО2, СН4, ацетилена, SO2 и др. в бинарных и псевдобинарных смесях. МОК метода около 0,01 %. Интерферометрический оптический метод основан на измерении смещения интерференционных полос в результате изменения оптической плотности газовой смеси при изменении концентрации определяемого компонента. Применяется, напр., для определения СО2 и СН4 в воздухе. МОК метода около 0,01 %.
Масс-спектрометрические методы, основанные на измерении масс ионизованных компонентов анализируемого газа (см. Mace-спектрометрия), применяют для определения инертных газов, О2, Н2, оксидов углерода, азота и серы, а также неорганических., органических и металлоорганических летучих соединений. МОК метода от 0,00001 до 0,001 %.
Среди методов газового анализа иногда выделяют так называемые комбинированные. К ним относятся методы, отличающиеся способами предварительного преобразования пробы (хроматография, изотопное разбавление), которые могут сочетаться с измерением различных физический параметров, а также многопараметрический вычислительный метод.
Многопараметрический вычислительный метод основан на совместном измерении ряда физических параметров смеси известного качестве состава и на решении с помощью ЭВМ системы уравнений, описывающих взаимосвязь измеряемых параметров с концентрациями определяемых компонентов. Одновременно можно измерять, например, оптическую плотность среды при различных длинах волн, эффективность ионизации газов и паров на каталитически активных поверхностях с разными температурами нагрева и т.д.
Использованная литература:
Тхоржсвский В. П., Автоматический анализ химического состава газов, М., 1969;
Коллеров Д.К., Метрологические основы газоаналитических измерений, М., 1967;
Грибов Л.А. [и др.], «Ж. Аналитическая химия», 1982, т. 37, в. 6, с. 1104;
В этой статье речь пойдет о газовом анализе. Факты, собранные здесь, взяты из учебников соответствующих технических дисциплин. Тема серьезная, поэтому следует отнестись к ней с вниманием.
Основы газоанализа.
Газоанализ – определение того, сколько содержится определенного газа в заданной, часто воздушной, среде, а также выявление типа содержащегося в смеси газа.
Определить, какова концентрация газа в помещении, возможно лабораторными методами с использованием колб, пробирочек и реактивов, а можно проще – посредством готового прибора-газоанализатора.
Для обнаружения наличия и выявления уровня количества газа в заданной газовой смеси используются методы, в основе которых лежит отслеживание разнообразных физических характеристик исследуемой среды или сред, где содержатся газы. К числу таких свойств относятся электропроводность, поведение среды при воздействии на нее магнитного поля, тепловой проводимости, оптическая плотность, коэффициент рассеяния и преломления световых потоков, если их направить в среду. Мысль здесь такая – отслеживаем изменения таких состояний среды и по ним можно судить о количестве присутствующего в ней газа или смеси из нескольких газов. Поскольку их концентрация и влияет на такие изменения.
Есть 2 разных метода. Первый – неизбирательный – подразумевает измерение пробы, в которой присутствует все компоненты среды, где измеряемый – это только один из. Естественно, он подходит только для тех смесей, в которых не изменяется содержание никаких компонентов, кроме определяемого и подвергающегося анализу.
Иначе, если меняться будут все компоненты, кроме определяемого, невозможно будет определить, концентрация какого именно компонента повлияла на изменение среды.
Это работает по принципу «меряем все подряд».
Но есть также и метод, называемый «избирательный», где осуществляется целевое измерение конкретного нужного нам компонента.
Методы измерения.
Итак, смотря по тому, какой признак среды, взятый за основу при отслеживании степени концентрации необходимого нам газа, проводимые методы газоанализа подразделяются на следующие:
Механические методы.
Среди таких методов выделяют объемно-манометрический метод анализа, когда пробу газа подвергают воздействию химических реагентов и после этого измеряют ее объем или давление и по изменениям судят о концентрации по формулам. К таким воздействиям могут быть причислены абсорбция составляющих газовой смеси соответственными им реагентами в абсорбционных емкостях.
Нижний порог обнаружения газа – от тысячной до сотой процента (0, 001 – 0,01).
Есть метод, который называется пневматическим. Он подразделяется на два вида – аэростатика и аэродинамика. Газовая смесь либо статична, либо динамична.
Эти типы методик применяются для анализирования смесей с двумя компонентами и больше, включая смеси, имеющие признаки бинарности, и псевдобинарности.
Справка:
Бинарная смесь – смесь, состоящая строго из двух компонентов. Например, водород в этилене.
Псевдобинарная – смесь, состоящая из более чем двух компонентов, но обладающая параметром, по которому она ведет себя как двухкомпонентная, то есть бинарная, смесь.
Метод хорош для: обнаружения и количественного выявления водорода, например, в воздухе, водорода в этилене, содержания диоксида углерода (углекислого газа) в каком-нибудь другом инертном газе, алкановые углеводороды в водороде и подобных других газах.
Нижний порог чувствительности при использовании именно данного метода – от сотой до десятой процента. 0, 01 – значит в 10 000 раз меньше, чем в 100%, а 0,1 – в 1000.
Акустические методы.
Методы теплового анализа.
Измеряется тепловая проводимость – сколько тепла может передать смесь за единицу времени, то есть, насколько быстро нагреть окружающее пространство.
Подразделяется на методику на основе термокондуктометрического анализа и термохимически-компонентный способ анализа. Термокондуктометрия подразумевает расчет тепловой проводимости смеси, в то время как термохимия – какой эффект оказывает излучаемое тепло.
Метод термохимического анализа позволяет выборочно «отсветить» наличие и сколько количество угарного газа СО, метана, кислорода, водорода, контролировать уровень в воздухе помещений каких-либо наличия примесей, несущих опасность взрыва или пожара (смеси различных углеводородов в газообразном состоянии, паров бензина и подобных агрессивных веществ).
Химическое воздействие имеет эффект только на выявляемый компонент и поэтому его можно определить очень точно.
Методы, где используются принципы управления и направленного воздействия магнитным полем.
В методах при использовании эффектов воздействия магнитным полем имеет значение то, как ведет себя «подопытный» газ под воздействием магнитного поля.
Чрезвычайно чувствителен к воздействию магнитного поля, невероятно просто чувствителен, кислород. Вот чаще всего его и определяют при помощи данной эксклюзивной методики. Чувствительность метода находится в диапазоне 0,01-0,1 %.
Методы оптического направления.
В качестве основы выступают различные световые эффекты, которые меняются от того, насколько отличается количество искомого газа.
К таким эффектам относятся: плотность оптическая, коэффициент рефракции, «сила» излучения.
Оптическая плотность – степень поглощения света при пропускании его сквозь среду. При разной концентрации определяемого компонента эта степень будет различной.
Это группа так называемых абсорбционных методов. Абсорбция – поглощение.
В этих методах основным принципом может являться выборочное поглощение какого-то одного определенного спектра излучения светового потока, как в видимом, так и в инфра и ультра-диапазонах, ниже и выше видимых человеческим глазом областей выявляемым рабочим компонентом.
Метод хорош для выявления оксида азота, озона, сероводорода, оксида серы, сильных химических веществ, имеющих токсические свойства, ядовитых паров (ртути и свинца, например).
Существует оптикоакустическая аналитика – при прохождении пульсирующего света через толщу газа с компонентом, на который ведется охота, последний попадает в приемник с другим газом, у которого из-за параметров светового луча, измененного анализируемым газом, изменяется величина давления. Снимают эту величину Pи определяют характер поведения необходимого «ингредиента». Данный метод хорош для обнаружения оксида углерода, диоксида углерода, метана, аммиака NH3, оксида серы и целого ряда органических соединений. Пределы измерения 0,001-0,01 %.
Излучателями «выпускания» и испускания света, выступают привычные лампы с нитями накаливания, спирали из ртути, водорода, ртути с кадмием, из просто кадмия и нихрома (никель-хромовый) сплав.
Существует особый, фотоколориметрический метод, в котором определяют изменение интенсивности окрашивания индикаторными способами (в виде таблетки, порошка или ленты, где проявляется цвет, или в специальном реакторе индикации, где можно выявить цвет), чтобы увидеть в цвете результат реакции определяемого газового компонента со специальным реагентом химическим, в результате чего получается заведомо известное соединение с определенными характеризующими признаками окраски.
Чем выше наличие и присутствие исходного «ингредиента», тем выше будет степень окрашивания получившихся продуктов реакции.
Вот ее можно «считать» и получить представление об исходной концентрации.
Методы с оптической направленностью, где используются принципы и закономерности рассеяния света, нашли свое применение по причине успешности развития технологий с использованием лазерных световых потоков особой мощности. Их используют как фотоэлементы, для контроля на расстоянии уровня вредных примесей в атмосфере в помещениях и вне их. Выявляют наличие и сколько присутствует соединений органической природы, окись азота, серы, карбона (углерода). Нижний предел концентрации находится в диапазоне 0,000001-0,1 %.
Метод рефрактометрии задействуется для обнаружения диоксида углерода CO2, метана CH4, паров ацетилена, оксидов серы SO2, и других газов-химикатов как в двухкомпонентных бинарных, так и многокомпонентных смесях.
Существует также метод интерферометрии, относящийся к оптическому направлению, поскольку основывается на явлении, присущем самому световому потоку – интерференции. При изменении количества содержания меняется расположение полос интерференции. Разница при смещении полос определяет концентрацию искомого компонента смеси. Задействуют метод для нахождения в том числе и СО2 и СН4 в составе газов воздуха. Нижний предел чувствительности измерения, то есть величина, при которой возможно обнаружить искомое вещество, – около 0,01 %.
Методы задействования ионизированности составов основываются на «считывании» электропроводимости смесовых газов, приведенных в ионизированное состояние.
Ионизацию проводят при воздействии радиоактивно-излучающего дозированного потока заряженных частиц, электроразрядами, воздействием пламени, ультрафиолетовым облучением, соприкосновением с каталитически-активной хорошо заряженной основательно нагретой поверхностью высокой температурой.
Для справки: методика измерения математического приращения плоскостей и ионизированных участков в газах используется в анализе двухкомпонентных смесей водорода с двухатомным азотом, азота с углекислым газом, а также иногда определенных углеводородных соединений (органических). Нижний диапазон обнаружения элемента-компонента составляет около сотой процента 0,01%.
Метод, когда применяется ионизированность соединений органики в огне пламени горящего водорода, задействуется, когда необходимо определить наличие или присутствие примесей различных органических веществ в двухкомпонентных газовых средах и воздухе. Нижний диапазон измерения составляет 0,00001 %.
В электрохимических методах измеряют поведение систем на основе электролитов. Измеряемый газ входит во взаимодействие с электролитически активным компонентом через электрод, и по получившемуся результату судят о наличии того или иного компонента в газовой смеси.
Есть несколько подвидов:
Выделяют и комбинированные оценочные методы. В них проба сначала претерпевает особые манипуляции, а затем проводится оценка. Причем в комбинированных методах могут использоваться различные параметры измеряемой среды.
Хроматография – в основе движение смеси газов, которую нужно подвергнуть количественной оценке по наличию выявляемого газа, с применением сорбирующего элемента, в результате чего она разделяется. Иногда используют газовый «транспортер», протаскивающий искомую газ-смесь сквозь сорбирующую толщу спецагента для этих целей предназначенную, сам оставаясь перед слоем сорбента по причине низкой проходимости. Газовый «транспортер» имеет заведомо более низкую способность быть сорбированным. Поэтому и остается, не проходя сквозь этот слой.
В конечном итоге, потом анализируют газ при помощи специальных детекторов различного свойства и вида.
С помощью хроматографических методов можно проанализировать широкий диапазон различных химических веществ как органической, так и неорганической природы с нижним диапазоном измерений на уровне в 0,0001 и до 0,01 %.
При методе с добавлениям изотопа в оцениваемую смесь инжектируется, то есть, вводятся обладающие радиационной активностью или изотопы стабилизированные выявляемого вещества, после чего весь этот компонент с изотопом благополучно «вытаскивают». После чего сразу проверяют количество «добавки». Делают это по величине радиационной активности на единицу массы или, если применялись стабильные, нерадиоактивные, изотопы, масс-спектрометрия или спектрометрия изотопного состава.
Многопараметрический «компьютерный» аналитический подходобсчитывает результаты по оценке сразу нескольких величин – переменных анализируемой среды, в которой находится газ, содержание которого и требуется определить посредством следования в уравнениях взаимосвязям, присущим взаимодействию этих компонентов в смеси. Можно, например, проводить одновременное измерение оптической плотности при разных длинах волн, или степень ионизации при использовании нагретых поверхностей с катализаторами при различных температурах и не только.
Метрологическое обеспечение.
Метрология – наука об измерении. Для того, чтобы можно было доверять показаниям измерительных приборов, и была создана метрология – наука, регламентирующая, что, как, чем и в каком виде должно измеряться, какие параметры должны использоваться, а также стандарты точности и определения достоверности измерений.
Есть место и для газоанализа, конечно. Существует метрологическое регламентирование методов и способов измерения концентрации газов. Для того, чтобы измерение могло быть проведено с необходимой точностью, с абсолютно минимальной погрешностью, которая не повлияет на выводы измерений, а речь ведь идет о безопасности концентраций и наличия вообще бытового газа в помещениях, где установлены котлы (за рекомендациями смотрите соответствующие разделы сайта) необходима четкая методика с описанием того, как и что должно делаться.
Приборы для измерения должны быть сертифицированы, поверены – то есть проведена их точная настройка и подтверждена их способность производить точные измерения. Тогда метрологическая лаборатория может выдать вердикт – вот такой прибор вот с таким методом измерения может применяться для измерения концентрации газов метана и природного газа в помещениях с точностью, гарантирующей надежность и безопасность эксплуатации котлов такого типа в жилых домах.
Приборы проходят аттестацию с использованием эталонных смесей и так называемых образцовых средств измерения, точность которых в десятки раз выше бытовых приборов. Это специализированные приборы, по которым можно проверять другие приборы.
При аттестации используют весь комплекс мер лабораторного выявления и проверок характеристик смесей в газовой среде для количественной оценки и обнаружения выявляемого компонента.
Для этого, а также для классификации всех элементов газовой системы используют всю гамму имеющихся параметров в арсенале у метролога-специалиста: точки замерзания, построение кривых зависимостей – изотерм и адиабат, выявление значений и величин масс присутствующих в смеси «ингредиентов».
Нужно знать про лабораторную эталонную смесьвсеизадатьейнеобходимыесвойства, чтобыпотомзнать, что при изменении свойств вот на столько будет означать, что концентрация такая-то и такая-то.
Помимо аттестации приборов производят аттестацию и газовых смесей, которые используются при аттестации приборов. Это должна быть смесь, имитирующая настоящие условия применения приборов и при этом гарантирующая заданную точность измерения. Используют и хорошо зарекомендовавшие себя методики химанализа, сертифицированные и допущенные к аттестации после сертификации и опробирования с заранеебольшейзаявленнойточностью.
Если подготовить такую смесовую субстанцию с более высоким классом точности, чтобы заранее знать характер поведения ее составляющих элементов для точной количественной оценки, практически не представляется возможным, тогда используют заранее подготовленные смеси, используемые в качестве стандартов – лабораторных образцов.
Но и их тоже проверяют более точнымисмесямина еще более высоком, на высшем, классе точности сиспользованиемлабораторныхметодов,причемпорезультатамисследований по оценкам не одной, а нескольких лабораторий для гарантий результатов сразу.
Такая многоуровневая проверка гарантируют точность измерения прибора, стоящего у Вас дома.
Как видите, процедура газоанализа – дело серьезное. Поэтому, чтобы обеспечить безопасность функционирования котлов в Вашем доме, воспользуйтесь проверенными, сертифицированными газоанализаторами. А выбрать подходящую модель Вам помогут профессионалы из магазине kotel39.com, где Вы сейчас и находитесь.