Gázelemző

A gázelemző  készülék mérőeszköz , gázkeverékek minőségi vagy mennyiségi összetételének meghatározására szolgáló elemző készülék .

Vannak kézi gázelemzők és automatikusak. Az előbbiek közül a legelterjedtebbek az abszorpciós gázanalizátorok, amelyekben a gázkeverék komponenseit egymás után különböző reagensek abszorbeálják . Az automatikus gázelemző készülékek folyamatosan mérik a gázkeverék vagy egyes összetevőinek fizikai vagy fizikai-kémiai jellemzőit.

A gázelemző készülékek osztályozása

A működési elv szerint az automatikus gázelemzők 3 csoportra oszthatók:

1. Fizikai elemzési módszereken alapuló műszerek, beleértve a segédkémiai reakciókat is. Az ilyen, volumetrikus-manometrikus vagy kémiai gázelemzők segítségével meghatározzák a gázelegy térfogatának vagy nyomásának változását az egyes komponensek kémiai reakcióinak eredményeként.
2. Fizikai elemzési módszereken alapuló műszerek, beleértve a kiegészítő fizikai és kémiai eljárásokat (termokémiai, elektrokémiai, fotoionizációs , fotokolorimetriás , kromatográfiás stb.). A gáz katalitikus oxidációja (égése) reakciójának termikus hatásának mérésén alapuló hőkémiai anyagokat elsősorban az éghető gázok koncentrációjának meghatározására használják (például veszélyes szén-monoxid-koncentráció a levegőben). Az elektrokémiai módszerek lehetővé teszik a keverékben lévő gáz koncentrációjának meghatározását a gázt elnyelő oldat elektromos vezetőképességének értékével. Fotoionizáció, amely a vákuum ultraibolya (VUV) sugárzás forrása - VUV lámpa - által kibocsátott fotonok által a gáz- és gőzmolekulák ionizációja által okozott áramerősség mérésén alapul. A fotokolorimetriát, amely bizonyos anyagoknak a gázkeverék elemzett komponensével való reakciója során bekövetkező színváltozásán alapul, főként a gázelegyekben lévő mérgező szennyeződések - hidrogén-szulfid, nitrogén-oxidok stb. - mikrokoncentrációjának mérésére szolgál. A kromatográfiás a legszélesebb körben gáz halmazállapotú szénhidrogének keverékeinek elemzésére használják.
3. Pusztán fizikai elemzési módszereken alapuló műszerek (termokondukciós, sűrűségmérő , mágneses, optikai stb.). A gázok hővezető képességének mérésén alapuló hővezetési mérés lehetővé teszi kétkomponensű keverékek (vagy többkomponensű, ha csak az egyik komponens koncentrációja változik) elemzését. A sűrűségmérő gázanalizátorok segítségével egy gázelegy sűrűségének mérése alapján elsősorban a szén-dioxid-tartalmat határozzák meg, amelynek sűrűsége másfélszer nagyobb, mint a tiszta levegő sűrűsége. A mágneses gázanalizátorokat elsősorban az oxigén koncentrációjának meghatározására használják, amely nagy mágneses szuszceptibilitású. Az optikai gázanalizátorok egy gázkeverék optikai sűrűségének, abszorpciós spektrumának vagy emissziós spektrumának mérésén alapulnak. Ultraibolya gázanalizátorok segítségével meghatározzák a gázkeverékek halogén-, higanygőz- és néhány szerves vegyülettartalmát.

Pillanatnyilag[ mikor? ] a legelterjedtebb eszközök az utolsó két csoportból, nevezetesen az elektrokémiai és optikai gázelemzők. Az ilyen eszközök képesek a gázok koncentrációjának valós időben történő figyelésére.

A gázelemző műszerek is osztályozhatók:

• funkcionalitás szerint (jelzők, szivárgásérzékelők , jelzőberendezések, gázelemzők);
• tervezés szerint (helyhez kötött, hordozható, hordozható);
• a mért komponensek számával (egykomponensű és többkomponensű);
• a mérési csatornák száma szerint (egycsatornás és többcsatornás);
• rendeltetésének megfelelően (munkabiztonság biztosítása, technológiai folyamatok ellenőrzése, ipari emisszió szabályozása, belső égésű motorok kipufogógázainak szabályozása , környezetvédelmi ellenőrzés).

Vannak olyan készülékek, amelyek egyedi kialakításuknak és szoftverüknek köszönhetően képesek egy gázelegy több komponensének egyidejű, valós időben történő elemzésére (többkomponensű gázanalizátorokban), miközben a mérési eredményeket a memóriába rögzítik. Az ilyen gázelemzőket az iparban használják, ahol folyamatosan szükséges információkat szerezni a káros kibocsátásokról, vagy a technológiai folyamatot valós időben ellenőrizni.

Az elemzést olyan komponensekre is elvégezzük, amelyeket korábban csak más módszerekkel [1] stb. lehetett meghatározni korrozív gázokban és más agresszív közegekben. Az ilyen eszközöket, változattól függően, mind folyamatos gázmonitorozó rendszerként használják az iparban, mind hordozható eszközként kutatási vagy környezeti megfigyeléshez.

Vegyi gázelemzők

A kémiai gázanalizátorok a mechanikai eszközök csoportjába tartoznak. A mérés elve azon alapul, hogy mérjük a mintavételezett gáz térfogatának csökkenését az elemzett komponens vagy a keverékben lévő egyéb gázok eltávolítása után. Az ilyen típusú gázelemzők szelektív abszorpciós (vagy szelektív utóégetési) technikát alkalmaznak az analit eltávolítására. Ez a módszer mind a hordozható kézi gázelemzőkre (ГХП2 és ГХП3), mind az automatikus gázelemzőkre alkalmazható. Ezeknek a gázelemzőknek a hátránya a készülék frekvenciája és alacsony sebessége (20-30 elemzés óránként).

Termikus gázanalizátorok

A hőgázanalizátorok két fő alfajra oszthatók: hővezetési és termokémiai gázelemzőkre. Az ilyen típusú gázelemzők a gázkeverék meghatározott komponensének termikus tulajdonságait mérik, ami a koncentrációjuk mértéke. Az ilyen típusú készülékek mért értéke a gázelegy hővezető képessége és a katalitikus oxidációs reakció hasznos hőhatása . Ezek a paraméterek az analit koncentrációjától függenek. A többkomponensű gázkeverék hővezető képessége alapján történő elemzésére hővezetési gázelemző készülékek használhatók, feltéve, hogy a gázelegy minden komponense, a meghatározandó kivételével, azonos hővezető képességgel rendelkezik.

Mágneses gázelemzők

Ezek az eszközök olyan gázok mágneses tulajdonságait mérik, amelyeket a térfogati mágneses szuszceptibilitás és a fajlagos (vagy tömeges) mágneses szuszceptibilitás különböző értékei jellemeznek. Ezek általában a szabad oxigén gázelemzői, amelyek más gázokhoz képest viszonylag nagy paramágneses szuszceptióval rendelkeznek.

Optikai gázelemzők

A működési elv a vizsgált gázkeverék optikai tulajdonságainak mérésén alapul. A gázanalizátorokban a következő optikai tulajdonságokat használják: spektrális abszorpció, optikai sűrűség , törésmutató és spektrális emisszió. Az optikai gázelemzőknek három fő csoportja van:

• Abszorpció (a sugárzási energia elnyelése a spektrum minden tartományában).
• Interferometrikus ( az interferométerben lévő interferencia peremeinek eltolódása a törésmutató változása miatt).
• Emisszió (sugárzó energia kisugárzása) [2] .

Gázelemzők alkalmazása

• Ökológia és környezetvédelem : a levegőben lévő káros anyagok koncentrációjának meghatározása.
• A belső égésű motorok vezérlőrendszereiben, például lambda szonda ) és az égési folyamat szabályozása hőerőművek kazánjaiban.
• A vegyileg veszélyes iparágakban.
• A hűtőberendezések (ún. freon szivárgásérzékelők ) szivárgásának megállapítása során.
• Gáz- és vákuumberendezések szivárgásának észlelésekor (általában hélium szivárgásérzékelőket használnak ).
• Robbanásveszélyes és gyúlékony iparágakban az éghető gázok tartalmának meghatározása a LEL százalékában .
• Búvárkodásban a búvárhengerekben lévő gázkeverék összetételének meghatározása;
• Pincében, kutakban, gödrökben munka előtt.
• Az orvostudományban a "multigas" biztosítja a gázok koncentrációjának szabályozását a légzőkörben érzéstelenítés alatt .
• Szállításról, a szállítás biztonságának biztosítása mellett ( robbanóanyag , kábítószer keresése ).

Sok modern gázelemző gyakran további funkciókkal rendelkezik, mint például:

• Gáz nyomáskülönbség mérés gázáram méréshez.
• A gázáram sebességének és térfogatáramának meghatározása.
• Gáz/benzin fogyasztás meghatározása.
• Beépített memória.
• Interfész , egyben vezeték nélküli interfész adatok számítógépre történő átviteléhez .
• Mérési eredmények statisztikai feldolgozása .
• A káros anyagok tömegkibocsátásának kiszámítása.

Lásd még

• gázérzékelő
• Gázelemzés
• Spektroszkópia
• Spektrális elemzés
• Szívó ventilátor
• Kromatográf
• Kemilumineszcencia

Jegyzetek

1. ↑ Teljes szénhidrogén-koncentráció (az American Chemical Society Journal of Analytical Chemistry-ben).
2. ↑ Malikov M. F.  A metrológia alapjai. M., Kommerpribor kiadó, 1949 - 477 p.

Linkek

• Gázelemzők / Chemical Encyclopedia.

Irodalom

• Pavlenko V. A. Gázelemzők, M.-L., 1965.
• Brazhnikov VV Differenciáldetektorok gázkromatográfiához. M.: 1974.
• Kulakov MV Technológiai mérések és eszközök vegyszergyártáshoz. M.: 1983.