Газоанализатор (газовый детектор, газосигнализатор) — это контрольно-измерительное устройство, предназначенное для измерения количества состава и концентрации одного измеряемого газа или группы измеряемых газов или паров в газовоздушной смеси.
В устройство газовая смесь подается на чувствительный элемент (ячейку, сенсор). Многокомпонентный портативный газоанализатор содержит несколько датчиков для различных газов в одном корпусе.
Стационарные приборы могут иметь несколько выносных блоков датчиков для определенных компонентов.
В зависимости от принципа действия их можно разделить на три основные группы:
Газоанализаторы, которые основаны на физических методах анализа и использовании дополнительных химических реакции. Они измеряют объем и давление газовых смесей в результате химических реакций.
Газоанализаторы, основанные на физико-химических методах анализа и дополнительных химических процессах (например, фотохимические, электрохимические, термокаталитические).
Газоанализаторы, измеряющие с помощью исключительно физических методов анализа (например, оптических, теплопроводности, термомагнитных).
Современные производители газоанализаторов используют большинство из этих методов, но электрохимический метод является наиболее распространенным, поскольку он дешевле остальных, наиболее гибкий и простой в использовании. Недостатками этого метода являются низкая селективность и точность измерений, а также короткий срок службы (до 3–4 лет) газовых сенсоров, подверженных воздействию агрессивных сред и высоких концентраций.
Основные технические характеристики
Современные непрерывные газоанализаторы с автоматическим считыванием показаний и сигнализацией способны измерять концентрации от десятков процентов до малейших концентраций. Для правильного функционирования необходимо стабилизировать ряд параметров прибора, указанных производителем. Практически для всех типов и видов устройства необходимо стабилизировать скорость потока пробы через датчик, давление газа-пробы, температуру газа-пробы, напряжение питания измерительной цепи и чистоту газа от пыли, влаги и загрязняющих веществ.
Соответственно наиболее важными характеристиками можно выделить:
Концентрация определяемого газа
Количество измеряемых газов
Время отклика
Объем первоначальной смеси
Очень важно в построении сети предусмотреть месторасположение газоанализирующего датчика, это позволит определить необходимый способ питания и уровень защищенности устройства. За это отвечает стандарт IP, который отображает уровень защищенности электроприборов от пыли и влаги. Однако, так же нельзя забывать про температурный режим работы прибора, рабочую влажность воздуха, атмосферное давление.
К основным характеристикам газоанализаторов можно также отнести и общую потребляемую мощность. Здесь всё просто, чем меньше, тем лучше.
В нашем случае необходимо предусмотреть способ подключения к сети LoRaWAN, поскольку большинство газоанализаторов имеют только интерфейс RS-485 или USB.
Примеры устройств
Зачастую существуют несколько модификаций одного устройства, из-за этого могут изменяться показатели основных характеристик (анализируемые газы и их концентрация). Сделаем обзор на газоанализаторы для анализа следующих газов: Метан (CH4) 40—60%, Углекислый газ (CO2) 35—45%, Кислород (O2), Азот (N2), Водород (H2), Водяной пар (H2O), Прочие соединения (H2S). В этой статье начнём с портативных.
Газоанализатор Микросенс (CH4, O2, CO, H2S)
Устройство измеряет: горючие газы (CH4, C3H8, C2H6) и углекислый газ (CO2) – при помощи оптических датчиков, а также объемные доли кислорода (O2), сероводорода (H2S), угарного газа (CO), хлора (CL2), аммиака (NH3), диоксида серы (SO2), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2) – при помощи электрохимических датчиков. Используется в угольной, нефтяной, газовой и энергетической промышленности. Количество контролируемых газовых компонентов - от 1 до 5 (в зависимости от модификации).
Особенности газоанализатора
Непрерывное измерение и цифровая индикация контролируемых газовых компонентов.
Подача световой и звуковой сигнализации при достижении концентрацией контролируемых газов заданного (порогового) уровня.
Запись и последующее отображение экстремальных значений концентраций за период после включения.
Функция «черного ящика» — запись результатов измерений в энергонезависимую память.
Передача результатов измерений на ПК.
Индикация текущей даты и времени.
Индикация атмосферного давления.
Индикация неисправностей.
Электрическое питание: от заряжаемого встроенного аккумуляторного блока 4,2VDC.
Защита от пыли и влаги: IP54, IP67 в зависимости от модификации.
Время прогрева и выхода прибора в рабочий режим измерений не превышает, 120 сек.
Время работы прибора от аккумуляторной батареи (при 25 оС), не менее, 100 ч.
Срок службы, не менее, 10 лет.
Газ/ | Диапазон измерений | Погрешность (абсолютная) | Время установки показаний (с) | |
объемная доля % | Массовая концентрация мг/м3 | |||
Кислород (О2) | до 30 | - | ±0,5 % | 30 |
Оксид углерода (СО) | - | до 100 | ±1 % | 30 |
Сероводород | - | до 120 | ±1 % | 30 |
Метан (CH4) | до 100 | - | ±3 % | 60 |
GA5000 от Geotech
Портативный газоанализатор для анализа свалок и загрязненных территорий, который измеряет CH4, CO2, O2, H2S и CO. Прибор GA5000, простой в использовании и калибровке, отличается высочайшей надежностью на рынке и помогает стандартизировать процедуры мониторинга.
Характеристики:
Измерения: атмосферное давление, относительное давление и температура
Метод обнаружения: инфракрасные и электрохимические датчики
Скорость потока насоса: 550 мл / мин
Искробезопасность: Зона ATEX 1 Ex II 2G Ex ib IIA T1 Gb (Ta от -10 до +50C)
Время отклика: T90: CH4 ≤ 10 сек, C02 ≤ 10 сек, O2 ≤ 10 сек
Источник питания: никель-металлогидридный аккумулятор (не заменяемый)
Срок службы аккумулятора: 8 часов от полной зарядки
Диапазон температур: от -10 до +75C с дополнительным датчиком
Трехлетняя гарантия
Интерфейсы подключения к ПК: USB, Bluetooth
Степень защиты корпуса: IP65
Газ/ характеристика | Диапазон измерений | Погрешность (абсолютная) | Время установки показаний (с) | |
объемная доля % | Массовая концентрация мг/м3 | |||
Метан (CH4) | до 100 | - | ±0,7% | до 10 |
Углекислый газ (CO2) | до 100 | - | ±0,7% | до 10 |
Кислород (О2) | до 25 | - | ±1% | до 20 |
Сероводород | до 1 | - | ±5% | до 30 |
Оксид углерода (СО) | до 0,2 | - | ±2% | до 30 |
Аммиак (NH3) | до 0,1 | - | ±10% | до 90 |
Водород (H2) | до 0,1 | - | ±2,5% | до 90 |
ФП-34 газоанализатор
Портативный многоканальный газоанализатор FP-34 непрерывного действия используется для измерения концентрации горючих и токсичных газов и кислорода, в воздухе, на рабочих местах промышленных и городских объектов. Используемые датчики: оптические, электрохимические и полупроводниковые.
Характеристики:
Прочный корпус из металла
Информационный OLED-дисплей
Встроенный микронасос и газозаборные штанги для принудительного забора пробы анализируемой среды
Функция течеискателя для поиска утечки горючих газов, в т.ч. и из подземных газопроводов (чувствительность 0,0001 об.доли, %)
Журнал автоматической регистрация данных (за последние 200 час. работы)
Модуль Глонасс, GPS для привязки показаний к координатам местности
Длительная работа газоанализатора при низким температурах от встроенной аккумуляторной батареи LiFePO4
Широкий диапазон рабочих температур (от -40 до +50 градусов цельсия)
Самотестирование и вывод на дисплее информации о характерных неисправностях прибора
Время непрерывной работы, не менее, 30 ч
Степень защиты корпуса: IP 20
Диапазон рабочих температур, от -40 до +50 °С
Газ/ характеристика | Диапазон измерений | Погрешность (абсолютная) | Время установки показаний (с) | |
Объемная доля (%) | Массовая концентрация (мг/м3) | |||
Метан (CH4) | до 100 | - | ±2% | 30 |
Пропан (C3H8) | до 100 | ±1,5% | 30 | |
Углекислый газ (CO2) | до 2,5 | - | ±2% | 30 |
Кислород (О2) | до 30 | - | ±0,5% | 30 |
Сероводород | - | до 10 | ±2,5мг/м3 | 30 |
Оксид углерода (СО) | - | до 120 | ±7,5мг/м3 | 30 |
GasAlertMicroClip XL (XT)
Портативный многокомпонентный газоанализатор предназначен для измерения и регистрации нескольких газов одновременно и непрерывно (24 часа). Компактный, недорогой и максимально простой в использовании, он обеспечивает продолжительную и надежную работу.
Характеристики:
Вес прибора 190 г
Прибор имеет пыле- и влагозащищённый корпус IP 68
Взрывозащита: 6РО Exial X/0 ExiallСТ4
Температурный диапазон газоанализатора -40 до +50 °С
Прибор сохраняет работоспособность при относительной влажности воздуха в пределах от 0 до 95% (без образования конденсата)
Время обнаружения прибором загазованности и подача сигнала тревоги не превышает 15 секунд, время установления показаний не превышает 20 секунд
В систему аварийной сигнализации прибора входит: Световая сигнализация (моргание светодиодов)
Звуковая сигнализация со звуковым давлением 95 дБ; Вибрационная сигнализация
Результаты измерения отображаются на жидкокристаллическом дисплее, встроенном в газоанализатор
Газ/ характеристика | Диапазон измерений | Погрешность (абсолютная) | Время установки показаний (с) | |
Объемная доля (%) | Массовая концентрация (мг/м3) | |||
Кислород (О2) | до 30 | - | ±0,1% | 20 |
Оксид углерода (СО) | - | до 580 | ±1% | 20 |
Метан (CH4) | до 100 | - | ±1% | 20 |
Сероводород | - | до 141 | ±1% | 20 |
ОКА-92МТ газоанализатор
OKA-92MT - портативный газоанализатор с цифровым дисплеем, многокомпонентный (1-5 газов одновременно), диффузионный отбор проб (без внутреннего насоса), с внутренним сенсорным блоком или выносным сенсорным блоком с кабелем 6-30 м.
Газоанализатор делятся на три основных исполнения:
с выносным блоком датчиков на кабеле шесть и более метров;
с выносным блоком датчиков «Хоббит-ТВ» во взрывозащищённом исполнении на кабеле шесть и более метров;
с оснащённым встроенным блоком сенсором (малогабаритные индивидуальные и персональные).
Характеристики:
Небольшой вес и компактные размеры.
Цифровая индикация результатов измерений на ЖК индикаторе.
Встроенная звуковая и световая сигнализация.
Электронная установка нуля.
Специальная модификация прибора для применения водоканалами и ЖКХ для работы в колодцах различного назначения – с выносным блоком датчиков на кабеле от 6 до 30 метров.
Возможность передачи результатов измерений на компьютер при помощи mini-USB кабеля.
Возможность изготовления взрывозащищённого исполнения газоанализатора.
Наличие индикации разряда аккумулятора.
Широкий температурный диапазон эксплуатации прибора (от -40 до +50 °С).
Средний полный срок службы прибора – 10 лет.
Газ/ | Диапазон измерений | Погрешность (абсолютная) | Время установки показаний (с) | |
Объемная доля (%) | Массовая концентрация (мг/м3) | |||
Кислород (О2) | до 30 | ±0,5% | 15 | |
Оксид углерода (СО) | до 120 | ±0,5% | 15 | |
Углекислый газ (CO2) | до 5 | ±0,5% | 90 | |
Метан (CH4) | до 50 | ±0,5% | 15 | |
Сероводород (H2S) | до 30 | ±0,5% | 15 | |
Заключение
Газоанализатор – сложное измерительное устройство, в большинстве своём они встречаются с возможностью модификаций для нужд пользователей. Часто, прибор обладает достаточной защищенностью, что позволяет использовать его в неблагоприятных условиях.
Портативный газоанализатор — это компактное устройство позволяющее изучать количество составов и концентрации газов. В данный момент, можно найти множество различных вариантов этого устройства, каждая отличается измеряемыми компонентами пределами их концентраций, а также способом измерений. В большинстве своём все портативные газоанализаторы достаточно защищены для разового снятия показаний в неблагоприятных условиях и непригодны для регулярной работы в такое обстановке.
