Приборы химического контроля

Для ведения химического контроля применяются технические средства химического контроля.

Технические средства химического контроля - приборы, аппаратура, комплекты, комплексы, системы, машины и другие технические изделия, предназначенные для ведения химической разведки и контроля (мониторинга) химической обстановки в зонах чрезвычайных ситуаций и на химически опасных объектах, в местах проведения аварийно-спасательных работ, а также на маршрутах выдвижения.

Основным техническим средством ведения химического контроля являются приборы химического контроля. Их предназначением является обнаружение и идентификация вредных (химических) веществ и измерение их концентрации. Такими приборами являются газоанализаторы.

Газоанализатор - измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов.

Газовая смесь (смесь газов) - система, состоящая из двух или более компонентов смеси (газов).

Следует отметить, что в настоящее время промышленностью выпускается значительный перечень газоанализаторов, различающихся по ряду характеристик, в том числе по принципу действия, конструктивному исполнению, количеству измеряемых компонентов газовой смеси, применяемым методам анализа, количеству каналов измерения, функциональному назначению и ряду других.

Так, по принципу действия различают газоанализаторы ручные и автоматические.

Ручные анализаторы газа - это переносные и носимые устройства, которые обладают достаточно высокой точностью и предназначены для лабораторных и контрольных анализов.

Среди них наиболее распространены химические адсорбционные газоанализаторы, в которых составляющие компоненты газовой смеси последовательно поглощаются различными реагентами.

В настоящее время более широкое применение получили автоматические газоанализаторы.

Автоматические газоанализаторы – это устройства, которые непрерывно измеряют какую-либо физическую или физико-химическую характеристику газовой смеси или её отдельных компонентов, что  существенно повышает оперативность получения анализа загрязненности (зараженности) атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны.

По конструктивному исполнению различают газоанализаторы стационарные, переносные и носимые (портативные).

Стационарный газоанализатор - газоанализатор, все части которого предназначены для постоянной установки.

Переносимый газоанализатор - газоанализатор, не относящийся к портативным, но относительно легко перемещаемый с одного места на другое.

Носимые (портативные) газоанализаторы - газоанализаторы, предназначенные для кратковременного или постоянного использования, приспособленные для быстрого перемещения с места на место и использования во время перемещения.

К основной группе газоанализаторов следует отнести носимые (портативные) газоанализаторы. Их спектр применения крайне широк. Так, в условиях производственной деятельности именно они используются для планового контроля загрязнения воздуха рабочей зоны. Более того, данные приборы являются основными источниками оперативного получения информации о химической обстановке в условиях аварии на химически опасном объекте.

По количеству измеряемых компонентов газовой смеси газоанализаторы могут быть однокомпонентными, то есть имеющими один датчик или сенсор и ориентированными на измерение концентрации одного химического вещества, или многокомпонентными, то есть имеющими отличные друг от друга типы детекторов или сенсоров и способными осуществлять контроль концентрации одновременно нескольких вредных веществ. Причем в последнем случае анализ может производиться как одновременно по всем компонентам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора.

В основе данной характеристики газоанализатора является количество применяемых методов анализа газовой смеси.

Здесь необходимо сделать следующее пояснение.

Известно, что каждое вредное (химическое) вещество по-своему уникально и отличается от других только присущим ему химическому строению (структурой), физико-химическими и токси­ческими свойствами.

С учетом данных особенностей разработан и применяется ряд методов, позволяющий определять наличие каждого конкретного вредного (химического) вещества в воздухе и измерять его концентрацию. Поэтому следует знать, что нет и не может быть одного универсального газоанализатора с помощью которого можно было бы решать все задачи газового анализа, а также с одинаковой точностью и по единому методу производить измерения в максимально широком диапазоне концентраций вредных веществ. На практике анализ смесей газов в разных диапазонах концентраций производится разными методами.

Так, например, в универсальном газоанализаторе УГ-2 применяется колориметрический метод анализа газовой среды.

Характеристика данного метода анализа приведена в приложении 2.

В силу данного положения однокомпонентные газоанализаторы комплектуются одним датчиком (сенсором) и рассчитаны для измерения концентрации только одного конкретного вредного вещества.

Датчик (детектор, сенсор) - сборочная единица, в которой расположен чувствительный элемент, которая также может содержать элементы электрической схемы.

Чувствительный элемент - часть датчика, в которой в присутствии газовой смеси происходят физические или химические превращения, которые, в свою очередь, могут быть использованы для целей измерения или сигнализации, или обеих.

В многокомпонентных газоанализаторах в целях анализа состава газовой смеси и ее разделения на составляющие практическое решение данной задачи осуществляется путем использования набора отличных друг от друга датчиков (детекторов, сенсоров) или индикаторных трубок, ориентированных на конкретный тип вредного (химического) веществ.

В зависимости от количества и типа установленных чувствительных элементов многокомпонентный газоанализатор способен одновременно или последовательно измерять концентрацию нескольких газов одновременно.

По количеству каналов измерения приборы газового анализа могут быть одноканальными и многоканальными.

Одноканальные газоанализаторы - это приборы, предназначенные для контроля концентрации одного определённого вещества и имеющие один датчик или один измерительный канал, либо одну точку для отбора пробы.

Многоканальные газоанализаторы - это приборы для одновременного контроля нескольких газов одновременно и имеющих несколько каналов измерения. В одном таком газоанализаторе допускается сочетание каналов измерения разных газов в произвольном наборе.

В многоканальных газоанализаторах с измерительными датчиками (сенсорами) проточного типа проблема многоточечного контроля решается при помощи вспомогательных устройств специального типа, то есть газовых распределителей, которые обеспечивают поочередную подачу пробы к датчику из нескольких точек пробоотбора.

По режиму работы различают газоанализаторы непрерывного и эпизодического действия.

Газоанализатор непрерывного действия - газоанализатор, предназначенный для работы в течение продолжительного времени, при этом его первичные преобразователи (датчики) могут работать как в непрерывном, так и в прерывистом режиме.

Газоанализаторы эпизодического действия - газоанализаторы, предназначенные для использования в короткие, периодические или нерегулярные промежутки времени в зависимости от необходимости.

По методу отбора газовой смеси различают газоанализаторы с диффузионной и принудительной подачей пробы.

Газоанализатор с диффузионной подачей пробы - газоанализатор, в котором подача газа из анализируемой среды в датчик осуществляется посредством случайного движения молекул, т.е. принудительная подача пробы отсутствует.

Газоанализатор с принудительной подачей пробы - газоанализатор, в котором анализируемый газ подается из окружающей среды к датчику принудительно, например с помощью ручного или электрического насоса (компрессора).

По функциональному назначению газоанализаторы принято различать: для контроля загрязненности воздуха рабочей зоны и населенных мест, технологических процессов, промышленных выбросов, объектов окружающей среды (атмосферного воздуха, почвы, воды), сыпучих сред, различных поверхностей, спецодежды, продуктов питания, выхлопных газов транспортных средств (автомобилей) и других.

В общем виде классификация приборов химического контроля (газоанализаторов) приведена в приложении 3.

Применительно к производственным условиям к основным газоанализаторам, применяемым для химического контроля, следует отнести носимые (портативные) многокомпонентные и многоканальные газоанализаторы эпизодического действия, предназначенные для измерения концентрация вредных (химических) в воздухе рабочей зоны.