Физические основы метода

Газоанализатор – измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Различают газоанализаторы ручного действия и автоматические. Среди первых наиболее распространены абсорбционные газоанализаторы, в которых компоненты газовой смеси последовательно поглощаются различными реагентами. Автоматические газоанализаторы непрерывно измеряют какую-либо физическую или физико-химическую характеристику газовой смеси или ее отдельных компонентов.

По принципу действия автоматические газоанализаторы могут быть разделены на три группы:

1 Группа. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов, называемых объемно-манометрическими или химическими, определяют изменение объема или давления газовой смеси в результате химических реакций ее отдельных компонентов.

2 Группа. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические, хроматографические и др.). Термохимические, основанные на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа, применяют главным образом для определения концентраций горючих газов (например, опасных концентраций окиси углерода в воздухе). Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости раствора, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические, основанные на изменении цвета определенных веществ при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси, применяют главным образом для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях – сероводорода, окислов азота и др. Хроматографические наиболее широко используют для анализа смесей газообразных углеводородов.

3 Группа. Приборы, основанные на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, денсиметрические, магнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические, основанные на измерении теплопроводности газов, позволяют анализировать двухкомпонентные смеси (или многокомпонентные при условии изменения концентрации только одного компонента). При помощи денсиметрических газоанализаторов, основанных на измерении плотности газовой смеси, определяют главным образом содержание углекислого газа, плотность которого в 1,5 раза превышает плотность чистого воздуха. Магнитные 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. При помощи ультрафиолетовых газоанализаторов определяют содержание в газовых смесях галогенов, паров ртути, некоторых органических соединений.

Газоанализаторы различных групп применяются в следующих сферах народно-технического хозяйства:

- Экология и охрана окружающей среды: определение концентрации вредных веществ в воздухе;

- В системах управления двигателями внутреннего сгорания (например, лямбда-зонд) и регулирования горения котлов теплоэлектростанций;

- На химически опасных производствах;

- При определении утечек в холодильном оборудовании (фреоновые течеискатели);

- При определении негерметичности газового и вакуумного 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 огневых работ.