Газоанализатор бытовой: принцип работы и как правильно пользоваться, назначение

Назначение, основные элементы, виды, принцип действия

Газоанализаторы – устройства, с помощью которых определяется состав газовой смеси как качественный (какие именно газы присутствуют), так и количественный (сколько определённых газов находится в смеси).

В первую очередь газоанализаторами оснащаются пожаро-, взрыво- и химически опасные производства, а также шахты, где имеются скопления рудничного газа (метана).

Обязательно применяют газоанализаторы перед тем, как проводить огневые работы в подвалах и колодцах, а также чтобы аттестовать рабочие места на вредных производствах.

Применение для индивидуальной защиты

Портативные газоанализаторы небольших размеров, которыми снабжаются работники опасных производств, можно считать первичными средствами индивидуальной защиты.

Они своевременно сигнализируют о повышенном содержании вредных примесей в воздухе, при котором следует покинуть рабочую зону либо применить средства защиты органов дыхания. Прибор-газоанализатор представлен на фото:

Способ работы устройства

Ручные анализаторы, которые приводятся в действие оператором, основаны на том, что отдельные газообразные компоненты поглощаются специальными реагентами.

Воздух производственной зоны пропускается через поглотитель, который связывает определённый газ. После этого первоначальный объём смеси уменьшается. По уменьшению объёма рассчитывается, сколько газа, связанного поглотителем, там изначально содержалось. В зависимости от квалификации оператора, измерение занимает от пяти до десяти минут.

Работа автоматических анализаторов непрерывного действия основана на физических и химических процессах, а также их сочетании.

Физический принцип измерения результата вспомогательной химической реакции обеспечивает работу объёмно-манометрических или химических анализаторов. В этих приборах измеряется, насколько изменился объём либо давление смеси газов после того, как её компоненты вступили в определённые химические реакции.

Физико-химический принцип действия, совмещённый с физическим, имеют следующие устройства:

Хроматографические. В них проба разделяется за счёт того, что разные газы проходят поглотительный слой каждый со своей индивидуальной скоростью. Результат разделения фиксируется, проводится автоматический расчёт.

Термохимические. В этих устройствах проходит окисление (с дополнительными катализаторами) составных частей газовоздушной смеси. При окислении выделяется тепло; температура измеряется терморезистором. По степени нагрева определяется концентрация компонентов.

Фотоколориметрические. В них содержание компонентов измеряется по результату их цветной реакции с веществами-индикаторами.

Электрохимические газоанализаторы определяют концентрацию газа в смеси по величине электропроводности раствора, который поглощает этот газ.

Чисто физические принципы работы имеют следующие автоматические газоанализаторы:

Термокондуктометрические. При изменении состава газовой смеси меняется её теплопроводность. Это изменение регистрируется терморезисторами.

Денсиметрические. Измеряют плотность газовой смеси, которая меняется в зависимости от качества и количества газов, входящих в неё.

Магнитные. Применяются для измерения концентрации кислорода в воздухе производственной среды по его магнитным свойствам.

Оптические. Анализируют состав газовой смеси по её оптической плотности, а также спектрам испускания или поглощения.

Разновидности

Кроме различия по способу действия (ручные или автоматические) и принципу работы, газоанализаторы для воздуха рабочей зоны подразделяют на типы:

Стационарные. Такие приборы автоматически отслеживают концентрацию газов. В промышленном исполнении, если допустимое содержание опасной газовой составляющей превышено, они подают световые и звуковые сигналы, а также включают вентиляцию и прочие системы безопасности;
Переносные. Предназначены для определения концентрации газовых примесей в разных местах производственной зоны;
Портативные. Индивидуальные устройства. Имеют малые габариты и вес, измеряют концентрацию вредных примесей непосредственно там, где находится работник.

Кроме того, по количеству измеряемых примесей эти приборы бывают одно- и многокомпонентными, а по числу каналов (датчиков или точек отбора пробы) – одно- и многоканальными.

Классификация газоанализатора бытового

Датчики могут реагировать на один вид газа или на несколько

Выпускают стационарные измерители, портативные или переносные. Оборудование производится с разными наборами функций, бывает малых размеров или громоздким с большим весом. Приборы работают с одним видом газа или являются многокомпонентными.

Назначение газоанализатора лежит в основе деления по видам:

индикаторы оценивают смесь по количеству контролируемого ингредиента по принципу «много-мало»;
течеискатели находят область утечки в трубопроводе с помощью пробоотборника или зонда;
сигнализаторы имеют в конструкции оптические детекторы, звуковые датчики, коммутаторы и оценивают качество по нескольким стадиям;
газоанализаторы оценивают пробу воздуха с точной индексацией и снабжаются дополнительными функциями.

Многоканальные приборы работают в сочетании с распределителями газа, которые ставятся перед анализатором и подают смесь по очереди от нескольких точек забора проб.

Ручные

Переносной газоанализатор для выявления метана

Ручной газовый анализатор для дома относится к переносным типам. Чаще используются электрохимические и оптические устройства, которые анализируют концентрацию компонентов смеси в реальном времени. Приборы делают точные замеры и применяются при настройке процедуры горения и для контроля работы анализатора со встроенным автоматическим регулятором. Устройства химического действия определяют концентрацию в смеси CO, Or или CO2.

Принцип работы включает процессы:

отделение объема для анализа (100 мл);
последовательное поглощение составляющих компонентов;
измерение после абсорбции объемного остатка.

Уменьшение количества дает представление о содержании составляющего компонента. Метод используется в ручных и автоматических приборах. Недостаток заключается в периодичности проведения отборов (25 – 30 случаев за час работы).

Автоматические

Стационарный оптический газоанализатор

Принцип работы газоанализатора со встроенной автоматикой заключается в окислении газовых составляющих с задействованием вспомогательных катализаторов. Измерение проводится терморезисторами, которые меняют сопротивление при изменении температуры и координируют проводящий ток.

Автоматические устройства делятся на группы по способу работы:

химические или количественно-манометрические анализаторы проводят диагностику при изучении реакций газа с иными компонентами;
электрохимические или термохимические виды находят значение концентрации по показателям электропроводимости раствора, поглотившего элемент смеси;
приборы оптического действия используют способность газа изменять излучение и поглощения спектра;
хромато-графические работают по вытеснительному, проявительному и фронтальному методу.

Лучшие термокондуктометрические переносные

Наиболее распространённый тип приборов. Принцип действия основан на выявлении зависимости электрического сопротивления специальных проводников от концентрации газов. Количественный и качественный состав газовых смесей оказывает влияние на их теплопроводность. Газовая смесь поступает в ячейку цилиндрической формы, меняя температуру нагревательного прибора. Соответствующий сигнал поступает на дисплей прибора.

GX-2003

Страна производитель – Япония. Одна из самых совершенных моделей мультигазоанализаторов компании «Riken Keiki Co». В настоящее время портативный аппарат снят с серийного производства, но по-прежнему его можно встретить в продаже.

GX-2003 внесён в государственный реестр. Применяют его для непрерывного автоматического контроля содержания в рабочей зоне кислорода, горючих и токсичных газов.

Результаты замеров выдаются прибором практически моментально. Конструкция имеет встроенный микронасос и может оснащаться датчиками от 2 до 5 штук.

Сфера использования прибора: химические и нефтеперерабатывающие предприятия, угольные шахты. Устройство может работать в диапазоне температур от -20°C до +40°C и относительной влажности воздуха до 97%, при условии отсутствия конденсации.

Достоинства:

большая точность измерений;
стабильная работа;
простота настройки;
возможность самостоятельно устанавливать пороги сигнализации.

Главный недостаток:

отсутствие прибора в свободной продаже.

Отзыв

Семён В.

Удобный и надёжный в работе прибор. Хорошая точность показаний. Никогда не подводит.

М-02

Страна производитель – Россия. Модель внесена в госреестр, имеет общепромышленное назначение. Используется для оперативных измерений концентрации токсичных и взрывоопасных газов. Пороговые значения обозначаются световыми и звуковыми сигналами до 75 дБ.

Одновременно М-02 может анализировать до 4-х компонентов газовой смеси. Продолжительность работы в автономном режиме до 70 часов. Диапазон рабочей температуры от -40°C +60°C.

Достоинства:

возможность корректировки режимов чувствительности;
наличие функции памяти измерений за последние 48 часов;
самодиагностика;
небольшой вес и габаритные размеры;
индикатор зарядки аккумулятора.

Недостатки:

не выявлены.

Отзыв

Михаил Х.

Беру прибор с собой в шахту. Работает три года без поломок.

Строение газоанализаторов

Переносные модели имеют небольшой вес и подходят для домашнего использования. Здесь также имеются специальные датчики и подробное руководство по эксплуатации газоанализатора. В некоторых моделях отсутствует механизм сигнализации. На экране отображается подробный состав воздушных масс в пределах исследуемой зоны.

Портативные и стационарные приборы требуют определенных навыков при работе с подобной конструкции.Эти модели предназначаются для длительного исследования, которое предполагает беспрерывную работу конструкции. Они имеют большой вес и внушительные габариты.

Применение газоанализаторов[править | править код]

Экология и охрана окружающей среды: определение концентрации вредных веществ в воздухе.
В системах управления двигателями внутреннего сгорания, например, лямбда-зонд) и регулирования процесса горения в котлах теплоэлектростанций.
На химически опасных производствах.
При определении утечек в холодильном оборудовании (так называемые фреоновые течеискатели).
При определении утечек в газовом и вакуумном оборудования (обычно используются гелиевые течеискатели).
На взрывоопасных и пожароопасных производствах для определения содержания горючих газов в процентах от НКПР.
В дайвинге для определения состава газовой смеси в баллонах для погружений;
В подвалах, колодцах, приямках перед проведением работ.
В медицине, «мультигаз» обеспечивает контроль концентрации газов в дыхательном контуре при проведении анестезии.
На транспорте, при обеспечении безопасности перевозок (поиск взрывчатых веществ, наркотиков).

Многие современные газоанализаторы часто имеют дополнительные функции, например:

Измерение дифференциального давления газа для измерения расхода газа.
Определение скорости и объёмного расхода газового потока.
Определение расхода газа/бензина.
Встроенную память.
Интерфейс, также беспроводной интерфейс, для передачи данных на компьютер.
Статистическая обработка результатов измерений.
Расчёт массового выброса вредных веществ.

Лучшие портативные газоанализаторы

Модели подобного типа отличаются компактностью и получают питание от батареек либо аккумуляторов. Они удобны при необходимости частого перемещения, во время работы на улице и в труднодоступных местах.

Ridgid CD-100

★★★★★оценка редакции

100% покупателей рекомендуют этот товар

Интуитивно понятная кнопочная панель упрощает управление прибором, а зонд длиной 400 мм облегчает проведение замеров в труднодоступных местах. Калибровка не требует от владельца специальных знаний и производится автоматически.

Прочный корпус надежно предохраняет основные элементы от повреждений и не выскальзывает из рук. Вес устройства составляет 0,45 кг.

Диапазон измерений составляет до 6400 частей на миллион. Параметры чувствительности поддаются настройке. Это гарантирует высокую точность обнаружения утечки. Громкая сигнализация своевременно оповестит об опасной концентрации газа. При выходе датчика из строя пользователь может заменить его самостоятельно.

Достоинства:

удобство обслуживания;
простая настройка;
длинный зонд;
прочный корпус;
высокая чувствительность.

Недостатки:

высокая цена.

Ridgid CD-100 подойдет для обнаружения в воздухе водорода, пропана, метана, этилена, аммиака и других газов. Профессиональный прибор, который необходим при монтаже и обслуживании трубопроводов различного назначения.

Мегеон 08002

4.9

★★★★★оценка редакции

95% покупателей рекомендуют этот товар

Модель способна работать в труднодоступных местах благодаря длинному зонду. Интуитивно понятный интерфейс и маркировка кнопок универсальными пиктограммами упрощают использование устройства неопытному владельцу. Владелец имеет возможность установить порог срабатывания тревоги.

Рабочая температура прибора составляет от -10 до +50 °С. Габариты аппарата — 158х65х30 мм. Он получает питание от съемного аккумулятора емкостью 1000 мА·ч. Кроме АКБ, в комплект входит зарядное устройство и кейс для хранения.

Достоинства:

быстрый отклик;
удобная настройка;
отсутствие «эффекта памяти» АКБ;
компактность;
длинный зонд.

Недостатки:

высокий расход энергии.

Мегеон 08002 способен быстро определять концентрацию горючих газов в воздухе. Универсальный выбор для применения в химической, металлургической промышленности или в быту.

Testo 317-2

4.8

★★★★★оценка редакции

91% покупателей рекомендуют этот товар

Особенностью модели является наличие громкого динамика. С его помощью прибор своевременно оповещает о готовности к началу работы или превышении допустимой концентрации газа в помещении. На ярком ЖК-экране отображаются также сведения об уровне заряда аккумулятора.

Время отклика составляет 5 секунд. Небольшие габариты и малый вес (0,3 кг) позволяют использовать устройство в труднодоступных местах. Анализатор устойчив к сложным условиям эксплуатации и выдерживает температуру от -20 до +50 °С. Способен проработать на одном заряде около 4 часов.

Достоинства:

компактность;
удобство хранения;
понятный интерфейс;
широкий экран;
температуростойкость.

Недостатки:

отсутствие подсветки дисплея.

Testo 317-2 стоит приобрести для диагностики утечек газовых трубопроводов. Мобильный прибор подходит для всепогодной эксплуатации.

CEM GD-3300

4.8

★★★★★оценка редакции

87% покупателей рекомендуют этот товар

При изменении концентрации газа аппарат мгновенно откликается визуальной и звуковой сигнализацией. Оператор имеет возможность самостоятельно определять порог срабатывания с помощью регулятора чувствительности. Эргономичная рукоять с рельефной поверхностью обеспечивает надежное удержание устройства.

Рабочая температура составляет 0…+50 °С, длина зонда — 360 мм. Прибор получает питание от двух батареек типа R14C и способен непрерывно функционировать на протяжении 8 часов. Время отклика не превышает двух минут, что гарантирует своевременное оповещение владельца об утечке.

Достоинства:

гибкий зонд;
удобство транспортировки;
простая настройка;
длительная работа;
достаточно быстрый отклик.

Недостатки:

нельзя использовать при отрицательных температурах.

CEM GD-3300 будет полезен для обнаружения в воздухе вредных примесей различного типа. Он эффективно устанавливает содержание бутана, метана, пропана, аммиака, сероводорода и других газов.

Качественные стационарные варианты

Хоббит-Т-3NH3

Надежный многоканальный вариант с качественной цифровой индикацией. Устройство предназначено для ведения контроля за состоянием воздуха на различных промышленных предприятиях. Присутствует возможность подключения 16 датчиков. Потребляемая мощность – 8 ВА на один канал. Устройство способно работать при отрицательных температурах, при этом на показания это влияет минимально.

Средняя стоимость – 56 000 рублей.

Хоббит-Т-3NH3

Достоинства:

Возможность подключения до 16 датчиков;
Работа при отрицательных температурах;
Качественная сборка;
Прочный корпус;
Надежность;
Длительный срок службы.

Недостатки:

Не обнаружено.

ОКА-Т-HF

Оборудование отличается высокой точностью и простой работой. Присутствует монохромный дисплей, куда отображаются основные сведения. Устройство является многоканальным и применяется для определения кислорода, суммы горючих газов, диоксида углерода и т.п. Принцип работы основан на преобразовании концентраций в электрические параметры. Для этого имеется несколько типов сенсора.

Средняя цена – 54 000 рублей.

ОКА-Т-HF

Достоинства:

Эффективность;
Качественное изготовление;
Надежность;
Продолжительный срок службы;
Прочный корпус;
Простое управление;
Многоканальность.

Недостатки:

Не обнаружено.

МАГ-6 Т-8-В

Неплохая модель с 8 каналами измерений, которая подойдет для установки в рабочую зону. Работает по протоколу Modbus RTU. Для большего удобства оператора модель оснащена цветным графическим дисплеем. Корпус обладает высокой стойкостью к взрыву, что является преимуществом. Имеется 16 унифицированных токовых выходов. Интерфейсы подключения – USB, RS-232, RS-485.

Средняя стоимость – 30 000 рублей.

МАГ-6 Т-8-В

Достоинства:

Хорошая точность;
Время замеров;
Защита от взрыва;
Простое применение;
Надежное изготовление.

Недостатки:

Не выявлено.

Рейтинг лучших моделей газоанализаторов на 2021 год

Бюджетные варианты

3-ье место: «BG 2202 Brennenstuhl 1290460»

Стационарная модель потолочного типа. С первого взгляда может показаться, что он предназначен только для бытового использования, однако может справляться и с повышенной концентрацией анализируемых веществ, поэтому его вполне можно установить даже в котельной. Работает от сети 220 В. Сигнализация имеется как звуковая, так и визуальная. Позиционируется производителем, как образец для помещений с массовым присутствием людей. Цена – 2000 рублей.

газоанализатор BG 2202 Brennenstuhl 1290460

Достоинства:

Отличная звуковая/визуальная сигнализация;
Бюджетная цена;
Легкость монтажа.

Недостатки:

Низкий порог определяемой опасной концентрации – от 40%;
Не работает при отключенном электричестве.

2-ое место: «Mastech MS6310 65299»

Не взирая на то, что аппарат изготовлен китайским производителем, в его конструкции содержатся качественные детали. В дополнение к основным функциям, обладает функцией обнаружения газовых утечек в трубопроводе. Выполнен в виде небольшой портативной модели. Работает от четырех батареек типа АА (9 часов бесперебойной работы). Характеризуется высокой быстротой срабатывания. Забор пробы осуществляется посредством гибкого зонда. Цена – 4500 рублей.

Mastech MS6310 65299

Достоинства:

Прочный корпус;
Длинный удобный зонд;
Прост в управлении.

Недостатки:

Отсутствует дисплей.

1-ое место: «МЕГЕОН 08005»

Неплохой образец от отечественного производителя. Легок в управлении, прекрасно размещается в руке, обладает большим дисплеем и малым весом. В автоматическом режиме замеряет окружающий СО2 и даже температуру воздуха! Характеризуется сравнительно высокой точностью измерений и увеличенной чувствительностью. Работает от двух батареек типа АА. Позиционируется как прибор для частого использования. Цена – 9100 рублей.

МЕГЕОН 08005

Достоинства:

Малый вес;
Индикатор заряда источников питания;
Многофункциональный.

Недостатки:

Долгое время отклика – около 60 секунд.

Средний ценовой сегмент

2-ое место: «СЕМ DT-802 481769»

Стационарный вариант, рассчитанный исключительно на определение угарного газа. Может размещаться как на подставке, так и может быть закрепленным на стене. В темноте можно использовать подсветку экрана. В силу своих небольших размеров, при помощи удлинителя, может быть использован в качестве течеуловителя. На дисплее размещаются показатели температуры, загазованности, календарь и часы. Крайне малое время отклика – всего 2 секунды. Цена – 9700 рублей.

СЕМ DT-802 481769

Достоинства:

Информативный дисплей;
Универсальность;
Малые габариты;
Подсветка.

Недостатки:

Питание только от сети 220 В.

1-ое место: «Testo 317-2»

Отличный образчик, способный работать даже в минусовых температурах. Модель портативная, для нее характерна простота управления и информативный дисплей с функцией ночной подсветки. Изделие поставляется в фирменном чехле, поэтому безопасность хранения/транспортировки вопросов не вызывает. Обладает повышенной точностью. Цена – 14 000 рублей.

Testo 317-2

Достоинства:

Работает при минусовой температуре;
Имеется чехол для хранения и переноски;
Удобен в использовании.

Недостатки:

2-х батареек хватает всего на 4 часа работы.

Премиум-сегмент

2-ое место: «МЕГЕОН 08002 к0000017420»

МЕГЕОН 08002 к0000017420

Достоинства:

Двойное оповещение – звук и свет;
Работа от аккумулятора и от сети;
Расширенный эксплуатационный ресурс.

Недостатки:

Не обнаружено (для своего сегмента).

1-ое место: «Testo 316-1»

Крайне высокоточный прибор, что увеличивает его цену на порядки, даже несмотря на отсутствие дисплея. Ресурса батареи хватает на 5 часов беспрерывной работы. Время отклика составляет около 5-30 секунд. Способен определять до 5 вредных компонентов

Индикация выполнена в виде двух сигнальных огней: желтый – «внимание», красный – «потенциальная опасность». Оснащен гибким зондом

Цена – 20 000 рублей.

Testo 316-1

Достоинства:

Прочный корпус;
Удобный зонд;
Очень высокая точность.

Недостатки:

Завышенная цена.

Что такое газовый анализ?

Анализ смесей газов с целью установления их качественного и количественного состава, называют газовым анализом. Приборы, при помощи которых производят газовый анализ, называют газоанализаторами. Они бывают ручного действия и автоматические. Среди первых наиболее распространены химические абсорбционные, в которых компоненты газовой смеси последовательно поглощаются различными реагентами. Автоматические газоанализаторы измеряют какую-либо физическую или физико-химическую характеристику газовой смеси или её отдельных компонентов. В настоящее время наиболее распространены автоматические газоанализаторы. По принципу действия они могут быть разделены на три основных группы.

Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов определяют изменение объёма или давления газовой смеси в результате химических реакций её отдельных компонентов.
Приборы, действие которых основано на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические и др.). Термохимические основаны на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа. Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости электролита, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические основаны на изменении цвета определённых веществ, при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси.
Приборы, действие которых основано на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, термомагнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические основаны на измерении теплопроводности газов. Термомагнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большой магнитной восприимчивостью. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси.

Каждый из упомянутых методов имеет свои плюсы и минусы, описание которых займет немало времени и места, и выходит за рамки данной статьи. Производителями газоанализаторов в настоящее время используются практически все из перечисленных методов газового анализа, но наибольшее распространение получили электрохимические газоанализаторы, как наиболее дешевые, универсальные и простые. Минусы данного метода: невысокая избирательность и точность измерения; небольшой срок службы чувствительных элементов, подверженных влиянию агрессивных примесей. Все приборы газового анализа также могут быть классифицированы:

по функциональным возможностям (индикаторы, течеискатели, сигнализаторы, газоанализаторы);
по конструктивному исполнению (стационарные, переносные, портативные);
по количеству измеряемых компонентов (однокомпонентные и многокомпонентные);
по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные);
по назначению (для обеспечения безопасности работ, для контроля технологических процессов, для контроля промышленных выбросов, для контроля выхлопных газов автомобилей, для экологического контроля).