Приборы для анализа состава газов

Приборы для количественного анализа состава газов называются га­зоанализаторами. Существуют ручные (переносные) и автоматические газо­анализаторы. Первые служат для контрольных и лабораторных измерений, а вторые — для непрерывного анализа газов в промышленных установках. Благодаря большой точности измерения ручными газоанализаторами поль­зуются при испытаниях и наладке работы котельных агрегатов, а также для проверки автоматических газоанализаторов.

По принципу действия газоанализаторы подразделяют на химические, хроматографические, магнитные и электрические.

Переносные химические газоанализаторы по своему назначению разделя­ются на газоанализаторы для сокращенного и полного (общего) анализа газа.

В химических газоанализаторах определение содержания отдельных компонентов газовой смеси выполняется путем избирательного поглощения (абсорбции) их соответствующими химическими реактивами.

На рис. 1.24 показана схема переносного химического газоанализатора ГХП-ЗМ для сокращенного анализа. Прибором определяется содержание в дымовых газах С0₂, 0₂ и СО посредством стеклянных поглотительных сосудов 13, 14, 15 с реактивами. Каждый из сосудов содержит 200 мл реак­тива и состоит из двух сообщающихся баллонов, из которых один предна­значен для поглощения реактивом газа, а другой — для приема реактива, вытесняемого во время поглощения. В баллонах для поглощения газа, при­соединенных с помощью тонких трубок с кранами 3, 4, 7 к стеклянной распределительной гребенке 5, помещены тонкостенные стеклянные трубки наружным диаметром 4...5 мм, предназначенные для увеличения поверх­ности соприкосновения реактива с исследуемым газом. Баллоны для приема реактива соединены в верхней части стеклянной трубкой 6 с резиновым мешочком 12, изолирующим растворы от атмосферы.

Рис. 1.24. Схема переносного химического газоанализатора ГХП-ЗМ для сокращенного анализа:

1 — газоподводящая трубка;

2 — трехходовой кран;

3,4,7 — краны;

5 — распределительная гребен­ка;

6 — стеклянная трубка;

8 — измерительная бюретка;

9 — уравнительный сосуд;

10 — шкала;11 — водяная рубашка; 12 — резиновый мешочек;

13-15 — поглотительные сосуды;16 — резино­вая груша; 17 — фильтр;

—► — движение анализируемого газа; —► — перемещение сосудов

 

К правому концу распределительной гребенки подключена измеритель­ная бюретка 8 вместимостью 100 мл (соответствует 100 %), помещенная в стеклянной цилиндрический сосуд (рубашку) с водой для охлаждения про­бы газа и поддержания его температуры постоянной во время анализа.

При помощи резиновой трубки измерительная бюретка присоединена к уравнительному сосуду 9 с замыкающей жидкостью, состоящей из водного раствора хлорида натрия для отбора и перемещения в приборе пробы газа.

На левом конце распределительной гребенки установлен трехходовой кран 2, сообщающийся с атмосферой посредством трубки, имеющей на конце рези­новую грушу 16, и с фильтром 17 для очистки газа, заполненным стекловатой. Фильтр связан с газоподводящей трубкой 1, проложенной от газохода котла.

Сосуд 13 служит для поглощения С0₂. В качестве реактива использу­ется водный раствор гидроксида калия КОН. Сосуд 14 предназначен для поглощения 0₂. Реактивом служит щелочной раствор пирогаллола С₆Н₃(ОН)₃. Для поглощения СО сосуд 3 заполнен щелочным раствором хлорида меди (П) СиС1₂.

Магнитные газоанализаторы служат для определения содержания в дымовых газах кислорода, магнитные свойства которого резко отличаются от магнитных свойств других газов. Газовая смесь, просасываемая через при­бор водоструйным эжектором, поступает в кольцевую камеру 1 (рис. 1.25).

 

Рис. 1.25. Принципиальная схема магнитного газоанализатора на О₂:

1 — кольцевая камера; 2 — горизонтальная трубка;

3 — ротаметр; 4 — постоянный магнит;

АП — автоматический потенциометр;

Б — ис­точник постоянного тока;

 R₀, R ₅ — реостаты;

R₁ – R ₄ — плечи моста сопротивления;

N, S —полюса постоянного магнита;

—► — движение исследуемого газа

Расход газа через камеру поддерживается постоянным с помощью встроен­ного в прибор ротаметра 3, пропускающего часть газа в обход камеры. Кольцевая камера соединена посредине с горизонтальной трубкой 2, внутри которой помещены одинаковые активные плечи электрического сопротив­ления Ri и неуравновешенного измерительного моста, изготовленные из тонкой платиновой проволоки. Под действием электрического тока активные плечи моста нагреваются до 200 °С.

Два других плеча моста — R ₂ и R ₃ — выполнены из манганина и име­ют постоянное сопротивление. Расположенный в вершине моста реостат R ₀ служит для установки нуля прибора. Питание моста ведется от включенно­го в одну из его диагоналей источника постоянного тока Б с реостатом R ₅ для регулировки силы тока. В другую диагональ включен автоматический потенциометр АП со шкалой, градуированной в процентах содержания 0₂.

На левом конце горизонтальной трубки снаружи расположены полюсы постоянного магнита 4. Проходящий около другого конца трубки холодный газ, обладающий более высокой величиной магнитной восприимчивости, частично втягивается в магнитное поле, вытесняя из трубки через правый ее конец подогретый в ней газ.

Таким образом, в кольцевой камере возникает направленный поток исследуемого газа, скорость которого зависит от содержания в нем 0₂.

При движении газовой смеси через трубку плечо моста R ₁ охлаждается сильнее плеча R ₄ так как оно омывается более холодным газом. В связи с этим оно имеет меньшее электрическое сопротивление, чем плечо R ₄, что приводит к нарушению равновесия измерительного моста и отклонению стрелки потенциометра.

Действие электрических газоанализаторов основано на различии тепло­проводностей отдельных компонентов газовой смеси и воздуха, определяемых электрическим путем. Чаще всего такие газоанализаторы используются для измерения содержания в дымовых газах диоксида углерода С0₂ (углекислый газ). Теплопроводность С0₂ почти в 2 раза меньше теплопроводности воз­духа, тогда как для СО, N₂ и 0₂ этот показатель почти такой же, как у воз­духа. Это свойство используется для определения содержания С0₂ в дымовых газах по изменению теплопроводности смеси. Влияние водяных паров на теплопроводность газовой смеси устраняется сушкой газа в холодиль-
нике, расположенном перед прибором.

Электрический газоанализатор работает по схеме неуравновешенного моста, активные плечи которого R ₁ — R ₄ (рис. 1.26), изготовленные из тонкой платиновой проволоки, имеют одинаковое электрическое сопротивление. Плечи R ₂ и R ₄ помещаются в рабочие камеры, через которые непрерывно просасываются дымовые газы, а плечи R ₁ и R ₃ — в сравнительные камеры, в которых находится воздух. Для питания моста в одну его диагональ вклю­чен источник постоянного тока Б с реостатом R ₅ для регулировки силы тока. К другой диагонали моста присоединен милливольтметр mV, градуированный в процентах содержания С0₂. При протекании тока через сопротивления плечи моста нагреваются до температуры 100 °С и происходит теплоотдача стенкам камер через среду воздуха и просасываемых через камеры дымовых газов.

 

 

Рис. 1.26. Принципиальная схема

электрического газоанализатора на С0₂:

R ₀, R ₅  — реостаты;

R ₁ – R ₄  — плечи моста сопротивления;

Б — источник постоянного тока;

m V — милливольтметр

 

 

При просасывании через рабочие камеры дымовых газов, содержащих С0₂, теплоотдача от расположенных в камерах проволок по сравнению с теплоотдачей от проволок в сравнительных камерах уменьшится. В резуль­тате повышается температура, а вместе с ней и сопротивление плеч Л₂ ^и й₄ и нарушается равновесие электрического моста. Таким образом, угол от­клонения стрелки милливольтметра соответствует содержанию С0₂ в иссле­дуемом газе.

Для обеспечения безопасности использования газового топлива необхо­димы регулярный контроль за содержанием газа в помещении котельной в своевременное обнаружение мест утечек газа.

 

Газоанализатор Хоббит-Т-CO-CH₄. Газоанализаторы метана и окиси углерода (угарного газа) Хоббит-Т-CO-CH₄, с цифровым дисплеем. Предназначен для измерения содержания суммы горючих газов, приведенной к метану, и окиси углерода в воздухе рабочей зоны, и сигнализации о выходе содержания определяемых газов за допустимые пределы. Соответствуют требованиям ПРАВИЛ безопасности Госгортехнадзора России для газовых котельных (РД 12—341—00) и (ПБ 12—368—00).

• Суммарное количество датчиков до 16 (в любых сочетаниях);
• встроенная световая и звуковая сигнализация;
• комплектуется блоками реле для коммутации исполнительных устройств;
• связь с компьютером;
• возможность соединения блоков датчиков с блоком индикации “звездой” и “гирляндой”.

Газоанализатор ХОББИТ-Т-CO-CH₄ выпускается в следующих исполнениях:

ХОББИТ-Т-CO-CH4 с креплением на DIN-рейку С цифровой индикацией Без цифровой индикации

ХОББИТ-Т-CO-CH4 Cтационарный (длина кабеля между датчиком и блоком индикации: до 1200 м) С цифровой индикацией Без цифровой индикации

Комплект поставки

· Блок индикации;

· Блок(и) датчиков;

· Блок(и) коммутации.

Хоббит-Т-CO-CH4 контроль опасной загазованности воздуха рабочей зоны метаном и угарным газом	с цифровой индикацией	16	СО	0 - 150 мг/м3	20 - 120 мг/м3
	с креплением на DIN-рейку без цифровой индикации показаний	2	СН4	0 - 2,55 об.%	0,22 – 2,20 об.%
	с креплением на DIN-рейку с цифровой индикацией показаний	2

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Конструкция удовлетворяет требованиям ГОСТ 13320-81 Безопасность конструкции удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.2.007.0—75
число датчиков [каналов] на один блок индикации	до 16
диапазон показаний	CH4: 0 – 2,55 об.%;   CO: 0 – 150 мг/м3
диапазон измерения концентраций	CH4: 0,22 – 2,20 об.%; CO: 20 – 120 мг/м3
относительная погрешность измерений	25%
индикация показаний	ЖК-дисплей, токовый выход
пороги срабатывания сигнализации по каналам	СH4: 10%НКПР, до 50%НКПР CO: 20 и 100 мг/м3
длина кабеля между датчиком и блоком индикации	до 1200 м
напряжение питания	220 В, 50 Гц
потребляемая мощность	60 Вт
время установления показаний по уровню 0.9, не более	10 с
рабочий диапазон температур	от -40° С до +50° С
масса: блока индикации блока датчика	3500 г 700 г
габариты: блока индикации блока датчика	260x240x120мм мм 50x165мм
обладает токовым и релейным выходом для управления внешними устройствами - включением аварийной вентиляции, сирены, клапана и т.п.

 

Газоанализатор ЭССА-CO-CH4 исполнение МБ (моноблок). Газоанализатор стационарный ЭССА-CO-CH4 исп. МБ (моноблок) предназначена для контроля содержания оксида углерода (CO) и метана в воздухе рабочей зоны. При превышении установленных порогов по обоим каналам, система способна включать внешние устройства при помощи релейных выходов. Широкое применение данная двухгазовая система нашла в котельном хозяйстве.

Система представляет собой 2 блока: блок измерения и сигнализации (БИС) со встроенным в него сенсором на оксид углерода (электрохимия), измерительный преобразователь (ИП) метана. ИП на метан в зависимости от модификации может быть 1 или 2. Модификаций у газоанализатора ЭССА-CO-CH4 МБ две:

1) С одним выносным датчиком на метан;

2) С двумя выносными датчиками на метан.

Отбор: диффузионный
Минимальная канальность и количество контролируемых газов: 1
Максимальная канальность: 3
Максимальное количество контролируемых газов: 2
Тип сенсора: электрохимический, термохимический
Газы: оксид углерода, метан,
Пыле-влагозащита: IP40 (блок индикации и сигнализации), IP54 (датчик)
Взрывозащита: не предусмотрена
Выходные сигналы: «сухие» контакты реле по каждому из 2х порогов
Индикация: световая, звуковая
Единицы измерения: СО в мг/м³, СН₄ в % об
Рабочий диапазон температур: от 0°С до 45°С
Питание: от сети переменного тока 220 В
Габариты: 160х130х90 мм (блок измерения и сигнализации ЭССА-СО), 210х182х90 мм (БИС для ЭССА-СО-СН₄, ЭССА–СО–СН₄/2), 235х184х90 мм (БИС ЭССА-СО-СН₄ с БУК), 110х100х55 (измерительный преобр.)
Масса: 1,0 кг (блок измерения и сигнализации), 1,25 кг (БИС ЭССА-СО-СН₄ с БУК), 0,4 кг (измерительный преобразователь)
Гарантийный срок: 1,5 года
Межповерочный интервал: 1 год

Газоанализатор ЭССА-СО-СН4 состоит из БИС со встроенным в него электрохимическим детектором оксида углерода (измерительный канал СО) и одного измерительного преобразователя (ИП) метана.

Газоанализатор ЭССА-СО-СН4/2 состоит из БИС со встроенным в него электрохимическим детектором оксида углерода (измерительный канал СО) и 2-х ИП метана.

БИС соединяется с ИП метана измерительным кабелем (экранированным, 3-х жильным), образуя измерительный канал СН4.

Газоанализатор ЭССА-CO-CH₄ имеет два порога сигнализации для каждого измеряемого компонента. Конструкция газоанализатора предназначена для настенного монтажа.

 

Газоанализаторы ЭССА-СО-СН4/(2) имеют реле НЕИСПРАВНОСТЬ, сраба-тывающее при обрыве, коротком замыкании измерительного кабеля, а также при некоторых неисправностях ИП метана и при обесточивании БИС. Каждое реле, кроме реле НЕИСПРАВНОСТЬ, имеет пару замыкающих и пару размыкающих контактов. Реле НЕИСПРАВНОСТЬ имеет только пару замыкающих контактов. Контакты реле не имеют гальванической связи с электрическими цепями газоанализатора – «сухие» контакты. Контакты реле предназначены для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока частотой до 50 Гц. Коммутируемый ток контактами реле может иметь значения от 0,1 до 3,0 А при напряжении от 12 до 220 В.

Рис. 1.27. Внешний вид газоанализатора ЭССА-СО-СН4/(2) исп. МБ

 

1 - монтажное отверстие; 2 - светодиоды 1-го измерительного канала СН4; 3*- светодиоды 2-го измерительного канала СН4; 4 - светодиоды измерительного канала СО; 5 - детектор СО; 6 - кнопка СБРОС; 7 - предохранитель; 8 - кабельный ввод сетевого кабеля; 9 - гнездо «общий»;

10 - гнездо контрольной точки 1-го измерительного канала СН4; 11* - гнездо контрольной точки 2-го измерительного канала СН4; 12 - гнездо контрольной точки измерительного канала СО; 13 - разъем для подключения ИП СН4; 14 - разъем для подключения внешних исполнительных устройств; 15**- резистор установки чувствительности измерительного канала СО; 16**- резистор установки нуля измерительного канала СО.

* - только для ЭССА-СО-СН4/2 ** - закрыты заглушкой, на рис. не показана

 

Техические харатеристики

Параметр

Значение

Принцип измерения

Термокаталитический

Диапазон измерения, % об

0 – 2,5

Основная приведенная погрешность измерения, %

10

Число каналов

От 1 до 8

Число порогов срабатывания сигнализации

2

Пороги сигнализации, % об

0,5; 1,0

Число ИП (N)

От 1 до 16

Сигнализация

Световая, релейные сигналы

Срок службы сенсора, месяцев

12

Максимальное расстояние (м) между БС и ИП при сечении жил кабеля

0,50 мм² 310 м 0,35 мм² 220 м 0,20 мм² 130 м 0,12 мм² 75 м

Рабочие условия эксплуатации:

температура, C От 5 до 45 относительная влажность, % От 30 до 90

Межповерочный интервал, месяцев

12

Гарантийный срок, месяцев

18