Analiza plinskih medijev je obvezna dejavnost pri delu kemične industrije, pa tudi v številnih industrijskih podjetjih. Takšne študije so postopki za merjenje določene komponente v mešanici plinov. Na primer, v rudarskih podjetjih je poznavanje značilnosti zraka v rudniku varnostno vprašanje in okoljevarstveniki tako določajo koncentracijo škodljivih elementov. Ne tako pogosto se takšne analize uporabljajo za domače namene, če pa se pojavi taka naloga, je najbolje uporabiti analizator plina. To je merilna naprava, ki vam omogoča določitev sestave mešanice plinov. Hkrati obstaja veliko različic te naprave, ki imajo bistvene razlike.
Naprava za analizo plina
Kljub številnim oblikovnim različicam naprave, obstaja nabor osnovnih komponent, ki so prisotne v vsakem modelu. Najprej je to ohišje, ki vsebuje vse delovne elemente plinskega analizatorja. Dejstvo je, da takšne naprave zahtevajo visoko stopnjo zaščite, zato je treba do zunanje lupine postaviti resne zahteve. Skoraj vsaka naprava potrebuje napajanje - oziroma baterijose lahko šteje tudi za obvezen del naprave. Nato je vredno preiti na bolj odgovorno komponento. To je primarni pretvornik, to je senzor plinskega analizatorja ali senzorski element, ki zagotavlja neposredne podatke za merjenje.
Moram reči, da obstaja več vrst takšnih senzorjev, vključno s toplotno katalitičnimi, infrardečimi in elektrokemičnimi. Naloga tega elementa je pretvoriti želeno komponento plinske sestave v električni signal. Po tem začne delovati merilno-kazalna naprava, ki ta signal obdela in prikaže svoje indikatorje v obliki indikacije oziroma prikaza na zaslonu. Zdaj je vredno razmisliti o vrstah obstoječih plinskih analizatorjev.
Termokemični modeli
Pri tovrstnih napravah je princip merjenja zagotovljen z določitvijo toplotnega učinka kemične reakcije, ki vključuje želeno komponento. Praviloma se pri postopku uporablja tehnika kisikove oksidacije. Zato lahko takšno napravo štejemo za analizator plina kisika, hopkalit, ki se nanese na porozni nosilec, pa opravlja funkcijo katalizatorja. Merjenje indikatorjev oksidacije se izvaja s kovinskimi ali polprevodniškimi termistorji. V nekaterih primerih površina platinastih termistorjev deluje tudi kot katalizator. Običajno se termokemični modeli uporabljajo za delo z gorljivimi plini in hlapi, pa tudi v procesu elektrolize vode. Uporablja se lahko za določitev npr.vsebnost kisika v vodiku.
magnetne naprave
V tem primeru govorimo tudi o napravah, usmerjenih v določanje kisika. Ta vrsta plinskega analizatorja spremlja občutljivost magnetov glede na preučevani medij, odvisno od koncentracije kisika v njem. Zdi se, da lahko to komponento določijo druge vrste naprav, vendar obstaja ena lastnost. Dejstvo je, da je magnetni plinski analizator merilnik, ki lahko z večjo natančnostjo določi koncentracijo v kompleksnih mešanicah. Prav tako je treba razlikovati med magnetomehanskimi in termomagnetnimi napravami. V prvem primeru naprava meri silo, ki deluje v nehomogenem magnetnem polju na občutljiv element, ki je nameščen v preučevanem mediju, na primer rotor. Odčitki so odvisni od temperature in tlaka medija. Načelo delovanja termomagnetnih modelov temelji na konvenciji, ki se pojavi, ko mešanica plinov sodeluje z neenakomerno temperaturo in magnetnimi polji.
Pnevmatski modeli
Takšne naprave delujejo na osnovi merjenja viskoznosti in gostote. V ta namen se analizirajo podatki o hidromehanskih lastnostih toka. Takoj je treba povedati, da obstajajo tri možnosti za takšne naprave: plin, curek in pnevmoakustični. Analizator dušilnih plinov je naprava s pretvornikom, ki meri hidravlični upor, ko skozenj prehaja mešanica plinov. Modeli curka merijo dinamične značilnosti tlaka mešanice plinov,ki teče iz šobe. Običajno se tovrstne naprave uporabljajo pri delu z dušikovimi in kloridnimi spojinami.
Pnevmoakustična naprava vključuje dve piščalki s približno enakimi frekvencami približno 4 kHz. Prva piščalka analizira plin skozi sebe, druga pa sestavo za primerjavo. Posledično vam analizator zračnega plina omogoča primerjavo frekvenc nihanja in pretvarjanje indikatorjev v pnevmatske vibracije s pomočjo ojačevalnika. Za zagotavljanje signala se uporablja frekvenčno-analogni pretvornik.
Infrardeči modeli
Načelo delovanja takšnih plinskih analizatorjev temelji na selektivni absorpciji hlapov in plinskih molekul z infrardečim sevanjem. Pomembno je upoštevati, da naprava omogoča absorpcijo tistih plinskih mešanic, katerih molekule vsebujejo vsaj dva različna atoma. Posebnost molekularnih spektrov v različnih plinih določa tudi povečano selektivnost takšnih naprav. Na primer, obstajajo običajne in disperzijske različice pretvornika. Analizator disperzivnih plinov je naprava, ki uporablja sevanje, ki ga proizvajajo monokromatorji, to je difrakcijske rešetke ali prizme. Pri navadnih predstavnikih tega razreda se uporablja nemonokromatsko sevanje, ki je zagotovljeno zaradi značilnosti optičnih vezij. Za to se uporabljajo svetlobni filtri, posebni sprejemniki sevanja in druge komponente. Detektorji sevanja neselektivnega tipa se lahko uporabljajo tudi v infrardečih analizatorjih plina – zlasti v termopilih, bolometrih inpolprevodniške komponente.
Kako uporabljati aparat?
Za uporabnika naprave je pomembno, da se seznani z zaslonom ali drugo izhodno napravo, s katero je naprava opremljena. Sodobni zasloni praviloma prikazujejo datum, pa tudi več polj za podatke o sestavi plinske mešanice. Za pridobitev popolnih informacij o pomenu polj in kanalov naprave bo omogočilo navodilo plinskega analizatorja v določeni konfiguraciji. Pravzaprav je nadzor funkcij naprave odvisen tudi od konkretnega modela. Praviloma je dovolj, da napravo aktivirate v plinastem okolju. Nadalje, ko bodo dosežene mejne koncentracije želene komponente, bo naprava dala signal. Pri nekaterih modelih je možna tudi svetlobna indikacija. Istočasno naj se na zaslonu naprave izpolnijo glavne vrstice o kemični sestavi mešanice plinov in lastnostih določene komponente, na katero je bila naprava uglašena.
Preveri napravo
Kot vsako merilno napravo je treba tudi plinski analizator kalibrirati. Ta postopek vam bo omogočil oceno tehničnega stanja, zmogljivosti naprave, pa tudi njeno skladnost z meroslovnimi značilnostmi. Prenosni plinski monitorji imajo najpogosteje težave pri delovanju, zato jih je treba pogosteje servisirati. Kako se torej preverja preverjanje? Postopek se izvaja na posebnem stojalu za kalibracijo. Začne se s pregledom naprave, testiranjem zamenjave okvarjenih elementov. Sledijo kalibracijski ukrepi in izvedbapotrebne nastavitve.
Neposredno preverjanje vključuje uporabo naprave za oceno koncentracije določene komponente v jeklenki stisnjenega plina. To pomeni, da se uporabljajo posebne mešanice, s pomočjo katerih se plinski analizatorji kalibrirajo za analizo določene komponente.
Mnenja o plinskih analizatorjih
Kot kaže praksa delovanja takšnih naprav v podjetjih, modeli domačega proizvajalca po kakovosti praktično niso slabši od uvoženih. Lahko se osredotočite na izdelke Testo, Ditangas, Giam itd. V modelnih linijah teh podjetij lahko najdete visokokakovostne stacionarne in prenosne plinske analizatorje za delo z različnimi mešanicami. Vendar pa uporabniki ugotavljajo, da je šibka točka skoraj vseh naprav te vrste občutljiv element, torej senzor. Zato je treba vnaprej razmisliti o možnosti vzdrževanja z zamenjavo te komponente.
Koliko stane analizator plina?
Začetno raven predstavljajo modeli po ceni 3-5 tisoč rubljev. Za ta znesek lastnik prejme napravo, opremljeno z digitalnim zaslonom in polprevodniškim senzorjem. Drugi parametri, kot so občutljivost, odzivni čas in parametri sonde, verjetno ne bodo zanimivi za strokovnjaka. Če potrebujete napravo za odgovorno delo z gorljivimi in eksplozivnimi snovmi, se osredotočite na profesionalni plinski analizator. Cena v tem primeru je lahko približno 30-40 tisoč rubljev, vendar visokokakovostnarezultat. Poleg tega lahko za ta denar računate na vsestranskost plinskega analizatorja in visoko stopnjo ergonomije.
Sklep
Merilne naprave so na trgu precej zastopane, vendar naprave za delo s plinom spadajo v poseben segment. Po eni strani to otežuje iskanje primerne naprave, po drugi strani pa vam omogoča, da se podrobneje seznanite z asortimanom. Če govorimo o univerzalnih pravilih izbire, potem ne bi smeli kupiti plinskega analizatorja, katerega cena ne presega 5 tisoč rubljev. Čeprav takšni instrumenti zagotavljajo osnovni nabor možnosti in zagotavljajo določeno raven natančnosti, niso vedno trajni in zahtevajo pogosto preverjanje. Tudi pri izbiri je vredno razmisliti o možnosti delovanja v različnih pogojih. Večina teh naprav je na primer občutljiva ne le na kemično sestavo plinskih mešanic, ampak tudi na temperaturo.
