Главная Библиотека Содержание

Газоанализаторы

Газоанализаторы используют для определения процентного содержания одного газа в другом при их выработке и потреблении.

Такие задачи весьма важны в сложных технологических процессах и для контроля качества выпускаемой продукции в химической, металлургической, машиностроительной, электронной промышленностях, медицине и др.

Газоанализаторы по назначению делятся на две основные группы: для управления и контроля технологическими процессами, для охраны окружающей среды и безопасности на производстве.

Основные требования по стабилизации основных параметров газоанализаторов: современные газоанализаторы непрерывного контроля с автоматической записью показаний и сигнализацией аварийных значений концентрации позволяют измерить концентрации нескольких десятков процентов (10-100 %) до микроконцентрации; в приборах данного типа используют различные физические и химические свойства газов, концентрацию которых необходимо определить.

Газоанализаторы являются сложными приборами и, как правило, состоят из ряда блоков: подготовки газов, электронного, питания и регистрирующего прибора.

Для обеспечения правильной работы приборов необходимо стабилизировать целый ряд его параметров, оговоренных требованиями завода-изготовителя. Практически для всех типов и видов газоанализаторов необходимо стабилизировать следующие параметры: расход анализируемого газа, проходящего через датчик, давление анализируемого газа температуру анализируемого газа и чувствительного элемента, напряжение питания измерительной схемы, чистоту анализируемого газа от пылевых частиц, влаги и вредных примесей.

Отечественная промышленность выпускает много типов узлов подготовки газов, включающих очистку, осушку и стабилизацию расхода или давления. В зависимости от определенных требований к качеству подготовки анализируемого газа газоанализаторы оснащают соответствующими узлами газоподготовки.

Термомагнитные газоанализаторы используются для определения наличия кислорода в газах и газовых смесях.

Принцип действия прибора основан на использовании явления, обусловленного ярко выраженными магнитными свойствами кислорода по сравнению с такими свойствами других газов.

Датчик прибора имеет постоянно нагреваемый током электрический проводник (проточный чувствительный элемент) - стеклянную полую цилиндрическую ампулу, внутрь которой впаяна платиновая проволока, нагреваемая до температуры 70-75 °С .

Если в контролируемом газе присутствует кислород, то его молекулы в холодном состоянии, являясь парамагнитными, проходя через датчик, первоначально втягиваются и сильное магнитное поле постоянного магнита и ускоряют своё движение в проточном элементе. За время соприкосновения кислорода в датчике с нагретым электрическим проводнике молекулы кислорода нагреваются до критической температуры (парамагнитная точка Кюри, равная 70°С). При этом кислород резко меняет свои магнитные свойство на противоположные (из парамагнитного - втягивающееся -в диамагнитное - вытягивающееся из магнитного поля). В связи с этим явлением кислород свободно выталкивается из магнитного поля датчика, создавая тем самым конвекционный поток газа, т.е. термомагнитную конвекцию.

При этом платиновая спираль датчика является нагревательным элементом, способствующим возникновению термомагнитной конвекции, и одновременно чувствительным элементом, включенным в измерительную схему прибора (рис. 10.1). Большему содержанию кислорода соответствует большая термомагнитная конвекция. Отдавая теплоту, платиновая нить меняет температуру, а соответственно и электрическое сопротивление. Поэтому по величине сопротивления чувствительного элемента можно косвенно определять концентрацию кислорода.

В зависимости от модификации термомагнитные газоанализаторы типа МН-5130 могут иметь следующие пределы измерений, % об.: 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-21; 0-50; 20-80; 50-100; 80-100; 90-100; 98-100.

Термокондуктометрические газоанализаторы серии ТП используют для определения целого ряда газовых компонентов (водорода, кислорода, азота, метана, гелия и т.п.).

Принцип действия газоанализатора ТП основан на измерении теплопроводности определяемого газа в газовой смеси.

На рис. 2. показана полная монтажная схема газоанализатора совместно с узлом проверки прибора по поверочной газовой смеси (ПГС). Ротаметр 2 совместно с двумя вентилями отбора газов типа Б-12 позволяет переключать датчик 3 газоанализатора ТП-5501 на анализируемый газ или баллон 5 с ПГС. После переключения отбора на ПГС необходимо выждать 3-5 мин для установления показаний вторичного прибора 4 типа КСМ . если показания прибора отличаются от паспортного значения ПГС, не произвести поднастройку показаний резистором R11.