Газоанализатором называют прибор, служащий для количественного определения содержания одного или нескольких компонентов в газовой смеси. Анализ газовых смесей производится при различных технологических (химических) процессах, причем определяются самые различные компоненты. Наконец, в связи с широким развитием атомной техники анализу на содержание радиоактивных изотопов подлежат различные радиоактивные газовые смеси.
Наиболее старыми и известными являются химические объемные газоанализаторы, основанные на измерении уменьшения определенного объема газовой смеси после удаления из нее анализируемого компонента. Это удаление может быть осуществлено одной из следующих химических реакций:
а) поглощением определяемого компонента соответствующим раствором или твердым абсорбентом (поглотителем);
б) сжиганием определяемого компонента (или даже нескольких компонентов) без добавки воздуха (например, на нагретой окиси меди) или с добавкой воздуха, если в газовой смеси отсутствует свободный 02;
совместным сжиганием и поглощением определяемого компо нента.
Указанные объемные химические газоанализаторы, как н вес газоанализаторы, разделяются па ручные и автоматические.> >В ручных газоанализаторах процесс отбора пробы определенного объема для анализа, сам анализ (поглощение или сжигание) н вторичное измерение оставшегося объема пробы производятся оператором вручную.
В автоматических газоанализаторах все операции, включая и запись результатов анализа, после соответствующей наладки аппарата, производятся автоматически.
Кроме простейших моделей, существуют ручные химические газоанализаторы, позволяющие производить полный анализ различных газовых смесей, например горючих газов и др.
Ручные химические газоанализаторы обладают высокой точностью, конечно, при условии аккуратного производства анализов, наличия доброкачественных реактивов и хорошего состояния аппаратуры (отсутствия прососов, засоренности и т. д.).
Недостатками их являются сравнительно большое время для производства анализа, особенно в случае многокомпонентных газоанализаторов, хрупкость и необходимость постоянного участия оператора.
Ручные газоанализаторы применяются главным образом при контрольных испытаниях агрегатов, наладке тепловых процессов, а также при поверке и настройке стационарных, в частности, химических автоматических газоанализаторов.
Наибольшее распространение получили газоанализаторы, в которых использованы следующие явления, параметры которых измеряются электрическим методом:
изменением теплопроводности газовой смеси разного состава;
изменением теплоты сгорания газовой смеси вследствие различного содержания горючих компонентов.
В настоящее время применяют показывающий пли записывающий электронный прибор, выполненный на. базе автоматических уравновешенных электронных мостов соответствующей модификации (на схеме показан вариант с милливольтметром и с аккумулятором как источником питания).
В предыдущем разделе уже приводились данные о величине допустимых погрешностей электрических газоанализаторов. Даже для такого вполне современного прибора, как газоанализатор на водород (по методу теплопроводности), величина относительной погрешности достигает ±2.5%, другие же, менее совершенные приборы с использованием милливольтметров имеют значительно большую погрешность. Это объясняется тем, что правильность показаний газоанализатора зависит от большого числа факторов. Например, на работе приборов, работающих по методу теплопроводности, отрицательно
отражается наличие компонентов с разными X; устранить эти компоненты иногда затруднительно, кроме того, удаление их изменяет относительное процентное содержание и вызывает неодинаковое влияние окружающей температуры на плечи моста.
В приборе, работающем по методу теплоты сгорания, могут сжигаться не только те компоненты, которые подлежат определению, но и другие, например при анализе на СО + Н2 при сравнительно их большом содержании может сгореть и метан и другие углеводороды; при наличии сернистых соединений (H2S, S02 и др.) платина может частично или полностью потерять каталитические свойства; отсутствие в избытке кислорода, необходимого для сгорания, может вызвать неполноту реакции или полное ее прекращение.
Все это привело к тому, что данные приборы иногда нельзя относить к количественным измерителям, а скорее к качественным, к так называемым газоопределителям. Правда, применяются различные меры, чтобы повысить их точность, а самое главное —надежность работы: остеклонапне плеч, тщательная очистка газов, применение высокочувствительной и точной электронной измерительной аппаратуры, тщательный монтаж и квалифицированное обслуживание. Однако еще предстоит большая работа по усовершепстно ванию электрических газоанализаторов с целью обеспечения их точной и надежной работы.
Характерной особенностью приборов для автоматического анализа газов в. промышленности является их большая избирательная способность в отношении анализируемого компонента и меньшее влияние других составляющих газовой смеси, причем в атих приборах используются главным образом физические явлении, по па-званию которых приборы и получили свое наименование.
В основу магнитных газоанализаторов положено определение магнитных свойств газовой смеси, а именно: магнитной восприимчивости, а точнее, определение вторичных явлений, связанных с величиной магнитной восприимчивости.
Кислород обладает очень большим по сравнению с другими газами значением магнитной воприпмчнвости. Это свойство кислорода используется для определения его содержания в различных газовых смесях, например в отходящих дымовых газах (шкала 0—10% 02) и в обогащенном дутье металлургических печей (21—60%), а также для контроля качества кислорода, получаемого на кислородных станциях (21 —100% 02).
В изготовляемых приборах измеряется не сама магнитная восприимчивость, соответствующая процентному содержанию 02, а величина ее уменьшения при повышении температуры газовой смеси; о величине уменьшения судят по втягиванию более холодного парамагнитного газа в область магнитного поля с более нагретым газом того же состава.
Мы в социальных сетях:
