Измерение состава газов. Раздел 6

1.

Автоматизация
технологических
процессов и
производств
МДК 01.04

2.

ИЗМЕРЕНИЕ
СОСТАВА ГАЗОВЫХ
СМЕСЕЙ
Раздел 6

3.

Газоаналитические
приборы
применяются
в
металлургическом производстве для контроля токсичных и
взрывоопасных веществ в воздухе производственных
помещений.
Анализируемые газовые смеси обычно представляют собой
смеси нескольких различных компонентов. В зависимости от
их количества эти смеси делятся на бинарные,
многокомпонентные и псевдобинарные.
Бинарной называют газовую смесь, состоящую из двух
газов.
Многокомпонентной называется смесь из трех и более
компонентов.
Псевдобинарной называют многокомпонентную смесь, в
которой определяемый компонент по измеряемому
физическому или физико-химическому свойству резко
отличается от неопределяемых компонентов.

4.

Большинство
выпускаемых
промышленностью
автоматических анализаторов предназначено для
определения состава и свойств бинарных и
псевдобинарных смесей.
Анализ
состава
бывает
качественный
и
количественный. Целью качественного анализа
является получение информации о том, какие
компоненты входят в смесь, а количественного, кроме
того, – информации о количественном содержании
каждого компонента, т.е. о его концентрации.
Концентрация – доля какого-либо компонента в
смеси. Для характеристики концентрации используется
отношение количества определяемого компонента к
количеству всей взятой для анализа пробы.

5.

Большинство
выпускаемых
промышленностью
автоматических анализаторов предназначено для
определения состава и свойств бинарных и
псевдобинарных смесей.
Анализ
состава
бывает
качественный
и
количественный. Целью качественного анализа
является получение информации о том, какие
компоненты входят в смесь, а количественного, кроме
того, – информации о количественном содержании
каждого компонента, т.е. о его концентрации.
Концентрация – доля какого-либо компонента в
смеси. Для характеристики концентрации используется
отношение количества определяемого компонента к
количеству всей взятой для анализа пробы.

6.

Газоанализатор
(ГА)
–
это
прибор,
предназначенный для получения информации о
значении
концентрации
измеряемого
компонента или суммы таких компонентов в
анализируемой газовой смеси. ГА, применяемые
при контроле и регулировании технологических
процессов, обычно градуируют в единицах
объемной доли (для высокоточных измерений –
в единицах молярной доли). Для контроля
воздушной
среды
используют
ГА,
градуированные
в
единицах
массовой
концентрации.

7.

Для горючих газов ГА часто градуируются в процентах
НКПВ или НКПРП. Нижний (верхний) концентрационный
предел взрыва или воспламенения – наименьшая
(наибольшая) концентрация горючих и взрывоопасных
веществ в воздухе, в интервале которых могут
произойти воспламенение или взрыв данной смеси от
еесоприкосновения с источником воспламенения.
Дело в том, что для воспламенения горючих паров и
газов необходимо и достаточно выполнение трёх
важных условий, так называемого «треугольника
взрываемости»:
1) наличие какого-либо горючего газа или топлива;
2) наличие источника огня либо тепла;
3) присутствие кислорода для поддержания процесса
горения.

8.

По
конструктивному
исполнению
газоанализаторы подразделяются:
– на портативные (индивидуальные);
– переносные;
– стационарные.

9.

Портативные
(индивидуальные)
приборы
используются для контроля опасных факторов
непосредственно в самом месте нахождения человека
при выполнении различных работ на потенциально
опасных территориях или в помещениях.
Основным
назначением
переносных
газоанализаторов является периодический контроль
рабочей зоны на предмет наличия токсичных веществ
и горючих газов, например, при оформлении допуска
рабочих для осуществления работ.
Газоанализаторы
стационарного
типа
устанавливаются в определенных местах рабочей
зоны, где наиболее возможны утечки горючих газов и
паров.

10.

По
количеству
определяемых
компонентов
газоанализаторы могут быть однокомпонентные и
многокомпонентные.
Однокомпонентные газоанализаторы имеют один
сенсор и определяют концентрацию только одного
вещества. Газоанализаторы на один компонент могут
иметь портативное, переносное либо стационарное
исполнение конструкции.
Многокомпонентные
газоанализаторы
применяются
для
измерения
и
контроля
одновременно нескольких разных веществ. В них
обычно используются отличные друг от друга типы
сенсоров (от 1 до 6 газов одновременно).

11.

По количеству датчиков, или каналов
измерения газоанализаторы подразделяются на
одноканальные и многоканальные.
Одноканальные газоанализаторы – это
приборы, предназначенные для контроля
концентрации одного определённого вещества и
имеющие один датчик (сенсор) либо одну точку
для отбора пробы.
Многоканальные газоанализаторы – это
приборы для одновременного контроля до 16 и
больше каналов измерения.

12.

По методу забора пробы газоанализаторы делятся
на две группы:
– диффузионные, или конвекционные, в которых
анализируемая
среда
поступает
в
датчик
естественным, конвекционным путем;
– с принудительным забором пробы при помощи
ручного или встроенного микрокомпрессора

13.

По выполняемым функциям приборы газового
анализа делятся на следующие типы:
– индикаторы, течеискатели;
– газосигнализаторы;
– газоанализаторы;
– системы контроля загазованности.

14.

Индикаторы газа дают лишь качественную оценку
газовой смеси о наличии в ней контролируемого
компонента. Они работают по принципу «многомало». В большинстве случаев индикаторы – это
портативные приборы, отображающие информацию
при помощи линейки точечных светодиодов.
Например, при большом количестве контролируемого
вещества светится вся линейка диодов.
Течеискатели, как правило, горючих газов, фреона и
других хладагентов имеют в составе пробоотборник
или зонд. Это простые в эксплуатации, удобные в
применении и надежные приборы, имеющие
высокую чувствительность и избирательность.

15.

Сигнализаторы
загазованности
(газосигнализаторы)
позволяют
весьма
приблизительно
оценить
концентрацию
контролируемых веществ, имея при этом один
или
несколько
порогов
срабатывания
сигнализации. Как правило, неотъемлемой
частью стационарного сигнализатора либо
газосигнализатора является блок реле или блок
коммутации, которые служат для коммутации
внешних устройств, в том числе принудительной
вентиляции,
при
достижении
порогов
срабатывания.

16.

Газоанализаторы
по
функциональным
возможностям представляют вершину эволюции
в области газового анализа. Они могут давать не
только количественную оценку концентрации
измеряемого вещества с цифровой индикацией
показаний, но и снабжаются различным
вспомогательным функционалом. Большинство
приборов из этой группы в стационарном
исполнении может также выполнять функции
сигнализаторов загазованности, многие имеют
встроенные узлы для обмена данными с ЭВМ и
системами телеметрии.

17.

Системы контроля загазованности предназначены
для непрерывного контроля состояния атмосферы на
газоиспользующих объектах. Кроме выдачи светового и
звукового сигнала в случае превышения концентрацией
порога 1 («Тревога»), приборы этой группы в случае
превышения порога 2 («Авария») автоматически
приводят в действие исполнительные механизмы и
устройства, прекращающие подачу газа к потребителям.
Важной особенностью данных систем является свойство
прекращать подачу газа в случае отключения питания
или выхода датчика обнаружения газа из строя.
Большинство приборов также осуществляет постоянный
контроль состояния линий связи между рабочими
блоками.

18.

По принципу действия газоанализаторы
делятся на датчики, основанные на физических
методах анализа, и датчики, в основе работы
которых лежат физико-химические методы. В
нефтегазовой
промышленности
преимущественно используются тепловые и
оптические
газоанализаторы.
К
физикохимическим относится термохимический ГА,
остальные – к физическим.