Gasanalysator
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den
version , der blev gennemgået den 4. februar 2021; checks kræver
2 redigeringer .
En gasanalysator er en måleanordning , en analysator til bestemmelse af den kvalitative eller kvantitative sammensætning af gasblandinger .
Der er manuelle gasanalysatorer og automatiske. Blandt de førstnævnte er de mest almindelige absorptionsgasanalysatorer , hvor komponenterne i gasblandingen sekventielt absorberes af forskellige reagenser . Automatiske gasanalysatorer måler løbende enhver fysisk eller fysisk-kemisk karakteristik af en gasblanding eller dens individuelle komponenter.
Klassificering af gasanalysatorer
I henhold til driftsprincippet kan automatiske gasanalysatorer opdeles i 3 grupper:
- Instrumenter baseret på fysiske analysemetoder, herunder kemiske hjælpereaktioner. Ved hjælp af sådanne gasanalysatorer, kaldet volumetrisk-manometriske eller kemiske, bestemmes ændringen i volumen eller tryk af gasblandingen som et resultat af kemiske reaktioner af dens individuelle komponenter.
- Instrumenter baseret på fysiske analysemetoder, herunder fysiske og kemiske hjælpeprocesser (termokemiske, elektrokemiske, fotoionisering , fotokolorimetriske , kromatografiske osv.). Termokemikalier, baseret på måling af den termiske virkning af reaktionen af katalytisk oxidation (forbrænding) af gas, bruges hovedsageligt til at bestemme koncentrationerne af brændbare gasser (for eksempel farlige koncentrationer af kulilte i luften). Elektrokemiske metoder giver dig mulighed for at bestemme koncentrationen af en gas i en blanding ved værdien af den elektriske ledningsevne af den opløsning, der absorberede denne gas. Fotoionisering, baseret på måling af strømstyrken forårsaget af ionisering af gas- og dampmolekyler af fotoner udsendt af en kilde til vakuum ultraviolet (VUV) stråling - en VUV-lampe. Fotokolorimetriske, baseret på ændringen i farve af visse stoffer under deres reaktion med den analyserede komponent af gasblandingen, bruges hovedsageligt til at måle mikrokoncentrationerne af giftige urenheder i gasblandinger - svovlbrinte, nitrogenoxider osv. Kromatografiske er mest udbredt bruges til at analysere blandinger af gasformige kulbrinter.
- Instrumenter baseret på rent fysiske analysemetoder (termokonduktometriske, densimetriske , magnetiske, optiske osv.). Termisk konduktometrisk, baseret på måling af varmeledningsevnen af gasser, tillader analyse af to-komponent blandinger (eller multi-komponent, forudsat at koncentrationen af kun en komponent ændres). Ved hjælp af densimetriske gasanalysatorer, baseret på måling af densiteten af en gasblanding, bestemmer de hovedsageligt indholdet af kuldioxid, hvis tæthed er 1,5 gange højere end densiteten af ren luft. Magnetiske gasanalysatorer bruges hovedsageligt til at bestemme koncentrationen af oxygen, som har en høj magnetisk modtagelighed. Optiske gasanalysatorer er baseret på måling af optisk tæthed, absorptionsspektre eller emissionsspektre for en gasblanding. Ved hjælp af ultraviolette gasanalysatorer bestemmes indholdet af halogener, kviksølvdampe og nogle organiske forbindelser i gasblandinger.
I øjeblikket[ hvornår? ] de mest almindelige enheder fra de to sidste grupper, nemlig elektrokemiske og optiske gasanalysatorer. Sådanne enheder er i stand til at overvåge koncentrationen af gasser i realtid.
Gasanalyseinstrumenter kan også klassificeres:
- efter funktionalitet (indikatorer, lækagedetektorer , signaludstyr, gasanalysatorer);
- ved design (stationær, bærbar, bærbar);
- ved antallet af målte komponenter (enkeltkomponent og multikomponent);
- efter antallet af målekanaler (enkeltkanal og multikanal);
- i henhold til dets tilsigtede formål (at sikre arbejdssikkerheden, at kontrollere teknologiske processer, at kontrollere industrielle emissioner, at kontrollere udstødningsgasser fra forbrændingsmotorer , til miljøkontrol).
Der er enheder, der på grund af deres unikke design og software er i stand til at analysere flere komponenter i en gasblanding samtidigt i realtid (i multikomponent gasanalysatorer), mens de registrerer måleresultaterne i hukommelsen. Sådanne gasanalysatorer bruges i industrien, hvor det er nødvendigt løbende at indhente information om skadelige emissioner eller kontrollere den teknologiske proces i realtid.
Analysen udføres også for komponenter, der tidligere kun kunne bestemmes ved andre metoder [1] osv., i ætsende gasser og andre aggressive medier. Sådanne enheder, afhængigt af versionen, bruges både som kontinuerlige gasovervågningssystemer i industrien og som bærbare enheder til forskning eller miljøovervågning.
Kemiske gasanalysatorer
Kemiske gasanalysatorer tilhører gruppen af mekaniske enheder. Måleprincippet er baseret på måling af reduktionen i volumen af den udtagne gas efter fjernelse af den analyserede komponent eller andre gasser i blandingen. Denne type gasanalysator bruger en selektiv absorptions- (eller selektiv efterbrænding) teknik til at fjerne analytten. Denne metode er anvendelig både til bærbare manuelle gasanalysatorer (ГХП2 og ГХП3) og til automatiske. Ulempen ved disse gasanalysatorer er enhedens frekvens og lav hastighed (20-30 analyser i timen).
Termiske gasanalysatorer
Termiske gasanalysatorer er opdelt i to hovedunderarter: termiske konduktometriske og termokemiske gasanalysatorer. Gasanalysatorer af disse typer måler de termiske egenskaber af den bestemte komponent af gasblandingen, som er et mål for deres koncentration. Den målte værdi af disse typer enheder er gasblandingens termiske ledningsevne og den nyttige termiske effekt af den katalytiske oxidationsreaktion . Disse parametre afhænger af koncentrationen af analytten. Termiske konduktometriske gasanalysatorer kan anvendes til analyse af en flerkomponentgasblanding ved dens termiske ledningsevne, forudsat at alle komponenter i gasblandingen, bortset fra den, der bestemmes, har samme varmeledningsevne.
Magnetiske gasanalysatorer
Disse enheder måler de magnetiske egenskaber af gasser karakteriseret ved forskellige værdier af volumetrisk magnetisk følsomhed og specifik (eller masse) magnetisk følsomhed. Disse er normalt gasanalysatorer af fri oxygen, som har en relativt stor paramagnetisk modtagelighed i forhold til andre gasser.
Optiske gasanalysatorer
Driftsprincippet er baseret på måling af de optiske egenskaber af den analyserede gasblanding. Følgende optiske egenskaber bruges i gasanalysatorer: spektral absorption, optisk tæthed , brydningsindeks og spektral emission. Der er tre hovedgrupper af optiske gasanalysatorer:
- Absorption (absorption af strålingsenergi i alle områder af spektret).
- Interferometrisk (forskydning af interferenskanter i interferometeret forårsaget af en ændring i brydningsindekset).
- Emission (stråling af strålingsenergi) [2] .
Anvendelse af gasanalysatorer
- Økologi og miljøbeskyttelse : bestemmelse af koncentrationen af skadelige stoffer i luften.
- I styresystemer til forbrændingsmotorer, for eksempel lambdasonde ) og regulering af forbrændingsprocessen i kedler af termiske kraftværker.
- I kemisk farlige industrier.
- Ved bestemmelse af utætheder i køleudstyr (de såkaldte freon - lækagedetektorer ).
- Ved detektering af lækager i gas- og vakuumudstyr (normalt bruges heliumlækagedetektorer ).
- I eksplosive og brandfarlige industrier at bestemme indholdet af brændbare gasser som en procentdel af LEL .
- Ved dykning , for at bestemme sammensætningen af gasblandingen i dykkercylindre;
- I kældre, brønde, gruber før arbejde.
- I medicin giver "multigas" kontrol over koncentrationen af gasser i åndedrætskredsløbet under anæstesi .
- Ved transport, samtidig med at sikkerheden ved transport sikres (søg efter sprængstoffer , stoffer ).
Mange moderne gasanalysatorer har ofte yderligere funktioner såsom:
- Gasdifferenstrykmåling til gasflowmåling.
- Bestemmelse af gasstrømmens hastighed og volumenstrøm.
- Bestemmelse af gas-/benzinforbrug.
- Indbygget hukommelse.
- En grænseflade , også en trådløs grænseflade , til overførsel af data til en computer .
- Statistisk bearbejdning af måleresultater.
- Beregning af masseemission af skadelige stoffer.
Se også
Noter
- ↑ Samlet kulbrintekoncentration (i Journal of Analytical Chemistry fra American Chemical Society).
- ↑ Malikov M.F. Fundamentals of metrologi. M., Kommerpribor forlag, 1949 - 477 s.
Links
Litteratur
- Pavlenko V. A. Gasanalysatorer, M.-L., 1965.
- Brazhnikov VV Differentialdetektorer til gaskromatografi. M.: 1974.
- Kulakov MV Teknologiske målinger og apparater til kemisk produktion. M.: 1983.