Analyseur de gaz : principe de fonctionnement, ce qu'il faut rechercher lors du choix + aperçu des fabricants

Caractéristiques des analyseurs de gaz domestiques

Les appareils à usage domestique se caractérisent par leur compacité, leurs performances limitées et leur facilité d'utilisation. Si les modèles professionnels impliquent un fonctionnement stationnaire, les analyseurs de gaz naturel domestiques peuvent être déplacés d'un endroit à l'autre, car la plupart d'entre eux sont des appareils portables.

La fonctionnalité de l'appareil électroménager est conçue pour détecter les fuites de gaz avec l'étude des fumées en différents points. Dans le même temps, dans le segment des appareils électroménagers, différents niveaux de contenu fonctionnel sont mis en œuvre.

Par exemple, un analyseur de gaz domestique de la catégorie budget est équipé du système d'avertissement le plus simple sous la forme d'une indication lumineuse ou sonore.C'est-à-dire que si un excès de concentration de vapeurs de gaz par rapport à la valeur standard est constaté dans la pièce, le détecteur donnera un signal approprié, mais sans information supplémentaire.

Les appareils électroménagers plus sophistiqués sont équipés d'un écran qui reflète les informations avec des caractéristiques détaillées de l'air.

Les analyseurs domestiques de mélanges gazeux sont fabriqués en versions manuelles et automatiques. Dans le premier cas, il s'agit d'un simple dispositif absorbant avec une précision d'analyse moyenne. Les produits automatiques se caractérisent par une grande précision et de larges possibilités de diverses études environnementales. Par exemple, en mode continu, vérifiez les paramètres définis d'un mélange ou de son composant individuel.

Il convient de noter que les appareils électroménagers peuvent être non seulement portables, mais également fixes, nécessitant une installation spéciale. Dans le même temps, les analyseurs de gaz stationnaires domestiques ont également des dimensions compactes, un entretien sans prétention et de faibles performances.

Principes de classification des analyseurs de gaz

Tous les dispositifs d'analyse actuellement existants sont classés en fonction de détails structurels et technologiques. La classification caractérise la fonctionnalité spécifique des instruments d'analyse de gaz.

Par exemple, un indicateur et une alarme peuvent être quelque peu similaires, mais sont classés comme des compteurs différents. Il en va de même pour les détecteurs de fuites et les analyseurs de gaz.

Un détecteur de fuites de petite taille et facile à utiliser est une conception directement liée aux analyseurs de milieu gazeux. L'utilisation de tels dispositifs est pertinente pour diverses conditions de production industrielle et de la sphère domestique.

La classification de conception définit des propriétés telles que la mobilité et la portabilité. La capacité des instruments à mesurer un certain nombre de composants est classée comme appareil monocomposant ou multicomposant.

De même pour le nombre de voies de mesure, où il existe une classification pour les analyseurs de gaz monovoie ou multivoies.

Enfin, il existe un autre critère qui montre le but spécifique des appareils. Par exemple, il existe des analyseurs de gaz pour surveiller les gaz d'échappement des voitures et il existe des appareils qui contrôlent les processus technologiques.

Principe et avantages

Le principe de fonctionnement des appareils portables est le même que celui des appareils fixes. Les fixes prennent beaucoup de place et nécessitent des compétences de manipulation particulières. Apprenez à travailler avec portable plus facilement. De tels appareils pèsent en moyenne 1,5 à 2 kg, les batteries durent plusieurs heures.

Ils ont un écran à cristaux liquides, qui affiche des informations sur la composition sous la forme de symboles utilisés en chimie.

L'appareil a la capacité d'accumuler et de stocker des informations, y compris des résultats de test et des photographies.

Précision - 0,1%, ce qui est suffisant pour travailler dans le domaine du recyclage.

Voici ce que vous pouvez vérifier avec un analyseur portable :

1. Grandes structures.
2. Ouvrages complexes.
3. Lingots.
4. Petites pièces.
5. Tuyaux.
6. Barres.
7. Blancs.
8. Électrodes.
9. Copeaux et poussière de métal.

Installation d'électroménagers

Pour l'installation d'analyseurs de gaz, les surfaces verticales sont les mieux adaptées - lieux de fuites de gaz possibles (près des compteurs, colonnes, chaudières, poêles).

L'appareil ne peut pas être monté :

1. A une distance inférieure à 1 m des brûleurs.
2. Dans les endroits sales et poussiéreux.
3. A proximité des tunnels de ventilation.
4. Dans les zones où des matériaux combustibles et toxiques sont entreposés.

Lors de l'installation, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques du gaz et la hauteur de sa concentration. Ainsi, les positions des gaz du sol sont les suivantes :

• méthane - 50 cm,
• monoxyde de carbone - 180 cm (jusqu'au plafond - 30 cm)
• propane - 50 cm.

Il est préférable de monter le modèle combiné dans la plage de 50-30 cm au plafond.

Pour que les vannes fonctionnent de manière stable, placez des piles dans l'appareil qui peuvent passer automatiquement à l'alimentation de secours.

L'installation de l'appareil n'est pas difficile. Il peut être fixé avec des chevilles ou des vis.

Son passeport détaille le raccordement de l'électricité à celui-ci et son contact avec d'autres équipements.

Au moins une fois par an, l'analyseur de gaz doit être soumis à une procédure d'inspection.

Classification par facteur de forme :

Par facteur de forme, les appareils peuvent être divisés en :

• Les analyseurs de gaz fixes sont des appareils conçus pour une installation fixe dans la zone de travail des usines et des moissonneuses-batteuses industrielles, des laboratoires de chimie, des raffineries de pétrole et des entreprises productrices de gaz et d'autres industries
• Les analyseurs de gaz portables sont des appareils à usage individuel qui servent de protection supplémentaire pour les analyseurs de gaz stationnaires
• Les analyseurs de gaz portables sont des appareils qui occupent une niche intermédiaire entre les appareils fixes et portables. Plus grand que les appareils portables, mais avec plus de fonctionnalités. Convient aux petites entreprises.

Les analyseurs de gaz sont des appareils indispensables qui sont utilisés à la fois dans la production et à la maison et vous permettent de déterminer la composition qualitative et quantitative des polluants dans la zone de travail ou dans toute autre pièce où il existe des facteurs dangereux pour la fuite de substances et de gaz nocifs.

Quoi d'autre à considérer dans le choix?

En plus des possibilités de base d'analyse de l'environnement gazeux, les capacités de commutation et le degré de protection du boîtier doivent être pris en compte. Les capteurs d'alarme fixes et indépendants n'ont pas à communiquer avec les contrôleurs électroniques et les ordinateurs. Mais si vous avez besoin d'un analyseur de gaz domestique avec un dispositif d'arrêt du gaz, il est souhaitable de prévoir la présence d'interfaces telles que RS-232 (pour la connexion à un ordinateur) et un relais de contrôle pour intégrer l'appareil dans une sécurité complexe. outils. Cela vous permettra de connecter l'appareil à la hotte, aux régulateurs de vanne de l'équipement à gaz et à la sirène.

Le degré de protection de l'appareil lui-même est déterminé par le marquage IP. En règle générale, les modèles domestiques de chambre sont dotés d'un indice de protection contre la poussière et l'humidité IP20. Les analyseurs de gaz les plus durables et les plus fiables ont une coque multicouche IP67 qui protège contre les chocs, les environnements chimiques agressifs et les inondations.

Principes de classification des analyseurs de gaz

Tous les dispositifs d'analyse actuellement existants sont classés en fonction de détails structurels et technologiques. La classification caractérise la fonctionnalité spécifique des instruments d'analyse de gaz : par exemple, un indicateur et un dispositif de signalisation peuvent être quelque peu similaires, mais sont classés comme des compteurs différents. Il en va de même pour les détecteurs de fuites et les analyseurs de gaz.

Un détecteur de fuites de petite taille et facile à utiliser est une conception directement liée aux analyseurs de milieu gazeux. L'utilisation de tels dispositifs est pertinente pour diverses conditions de production industrielle et de la sphère domestique.

La classification de conception définit des propriétés telles que la mobilité et la portabilité. La capacité des instruments à mesurer un certain nombre de composants est classée comme appareil monocomposant ou multicomposant. De même pour le nombre de voies de mesure, où il existe une classification pour les analyseurs de gaz monovoie ou multivoies.

Enfin, il existe un autre critère qui montre le but spécifique des appareils. Par exemple, il existe des analyseurs de gaz pour surveiller les gaz d'échappement des voitures et il existe des appareils qui contrôlent les processus technologiques.

Principe de fonctionnement

Dans les catalogues, les analyseurs de gaz sont représentés par des modèles de plusieurs types.

Ils diffèrent les uns des autres par le principe d'action:

conductimétrie thermique - travail sur la base de la dépendance de la conductivité thermique d'un mélange de gaz ou d'air sur sa composition. Appareils sélectifs, très sensibles ;

thermochimique - un catalyseur est installé dans le corps de l'appareil, sur lequel le composant à déterminer est oxydé ou une autre réaction se produit avec sa participation. La concentration est déterminée par l'effet thermique du procédé ;

magnétique - conçu pour déterminer la teneur en oxygène. Le principe de fonctionnement des appareils est basé sur la dépendance de la susceptibilité magnétique du mélange à la concentration en O2 ;

pneumatique - déterminer la densité et la viscosité du mélange gazeux, qui dépendent de la composition qualitative et quantitative;

infrarouge - analysez le degré d'absorption des rayons infrarouges par divers composants du mélange gazeux. L'équipement est hautement sélectif par rapport aux composés dont les molécules sont constituées de deux atomes ou plus, il est donc largement utilisé dans des conditions de laboratoire ;

ultraviolet - génère un rayonnement dans la plage de 200 à 450 nm. Les instruments sont efficaces pour déterminer la concentration des gaz monoatomiques ;

luminescent - travail sur la base du phénomène de luminescence, qui se produit à la suite de la réaction chimique du composant à déterminer avec le réactif;

photocolorimétrique - mesurer l'intensité de la coloration des substances obtenues à la suite de la réaction entre un réactif spécifique et le composant à déterminer. La particularité de ce type d'analyseurs de gaz réside dans les différents états agrégés du réactif. Le procédé peut se dérouler en phase liquide ou sur un support solide : tablette, ruban adhésif, etc. ;

électrochimique - mesure les caractéristiques électrochimiques du mélange analysé. Les appareils ont une faible sélectivité ;

ionisation - déterminer la conductivité électrique du milieu, qui dépend du type, de la quantité, de la mobilité des ions de différents composants.

Analyseurs de gaz - principe de fonctionnement

Les analyseurs de gaz sont des instruments de mesure conçus pour obtenir des informations de mesure sur la quantité d'une substance ou sa concentration dans le milieu gazeux analysé.

Dans l'industrie alimentaire, les analyseurs de gaz sont largement utilisés pour analyser les gaz de combustion lors de la combustion de divers types de combustibles, pour contrôler la composition des milieux gazeux dans les chambres de cuisson et de séchage, pour contrôler la concentration des valeurs limites dans les risques d'incendie et d'explosion. industries et locaux où l'accumulation de gaz nocifs pour la santé du personnel est possible.

Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur la dépendance de la conductivité thermique du mélange analysé à la concentration de CO2 qu'il contient, dont la conductivité thermique est inférieure à celle des autres composants.

La base de l'appareil est un circuit de pont comparatif de compensation de courant alternatif à partir de 3 ponts : de travail, de comparaison et de compensation. Le pont de travail est construit selon le schéma différentiel. Ses éléments sensibles sont placés dans des ampoules fermées. Deux éléments sont lavés par le gaz analysé, les deux autres - par le témoin.

La détermination de la concentration en oxygène par les analyseurs de gaz magnétiques est basée sur une propriété physique - le paramagnétisme.

Les matériaux paramagnétiques sont attirés dans le champ magnétique, tandis que les matériaux diamagnétiques en sont expulsés.

L'oxygène (+1) et l'oxyde nitrique (+0,36) ont la sensibilité positive la plus élevée.

Les analyseurs de gaz magnétiques sont divisés en thermomagnétiques et magnétomécaniques.

La méthode thermomagnétique a reçu une application plus large.

Il est basé sur la variation de la susceptibilité magnétique volumétrique avec la température (Fig. 2.62).

Riz. 2.62. Schéma de principe du transducteur de mesure d'un analyseur de gaz thermomagnétique

La présence d'oxygène dans le gaz analysé entraîne son mouvement le long des éléments chauffants, ce qui refroidit simultanément la résistance R1 et chauffe la résistance R2, c'est-à-dire modifie leur résistance. La différence de résistance, fonctionnellement liée à la concentration en oxygène, entraîne un déséquilibre du pont, ce qui entraîne une modification de la tension de sortie, mesurée par un appareil secondaire calibré en pourcentage de concentration.

Pour mesurer la concentration volumique d'oxygène dans les fumées des chaufferies, on utilise un analyseur de gaz de type MN 5110T. Le circuit de gaz de l'appareil comprend deux dispositifs d'admission de gaz avec des filtres en céramique pour le nettoyage, des dispositifs auxiliaires pour amener les paramètres de gaz et d'air aux valeurs requises, des chambres de travail et de comparaison de deux récepteurs et deux pilotes de débit qui assurent le pompage du gaz et l'air à travers le système.

Le gaz à analyser est prélevé de la chaudière à travers un filtre en céramique, d'où il pénètre dans l'unité d'équilibrage de l'humidité, où il est soit séché (avec élimination des condensats), soit humidifié. Un manomètre est utilisé pour contrôler le vide dans le système.

Types d'analyseurs de gaz selon le principe de fonctionnement

1. Dispositifs dont l'action est basée sur des méthodes physiques d'analyse, y compris des réactions chimiques auxiliaires. À l'aide de tels analyseurs de gaz, une modification du volume ou de la pression d'un mélange gazeux est déterminée à la suite de réactions chimiques de ses composants individuels.

2. Dispositifs dont l'action est basée sur des méthodes physiques d'analyse, y compris des procédés physiques et chimiques auxiliaires (thermochimiques, électrochimiques, photocolorimétriques, etc.). Les méthodes thermochimiques sont basées sur la mesure de l'effet thermique de la réaction d'oxydation catalytique (combustion) d'un gaz. Les méthodes électrochimiques permettent de déterminer la concentration d'un gaz dans un mélange par la valeur de la conductivité électrique de l'électrolyte qui a absorbé ce gaz. Les méthodes photocolorimétriques sont basées sur le changement de couleur de certaines substances lorsqu'elles réagissent avec le composant analysé du mélange gazeux.

3. Appareils dont le fonctionnement repose sur des méthodes d'analyse purement physiques (thermoconductométriques, thermomagnétiques, optiques, etc.).La thermoconductimétrie est basée sur la mesure de la conductivité thermique des gaz. Les analyseurs de gaz thermomagnétiques sont principalement utilisés pour déterminer la concentration d'oxygène, qui a une susceptibilité magnétique élevée. Les analyseurs optiques de gaz sont basés sur la mesure de la densité optique, des spectres d'absorption ou des spectres d'émission d'un mélange gazeux.

Les analyseurs de gaz peuvent être divisés en plusieurs types en fonction des tâches effectuées - ce sont des analyseurs de gaz de combustion, des analyseurs de gaz pour déterminer les paramètres de la zone de travail, des analyseurs de gaz pour surveiller les processus technologiques et les émissions, des analyseurs de gaz pour la purification et l'analyse de l'eau, etc. , ils sont également divisés selon l'exécution constructive pour portable, portable et stationnaire, par le nombre de composants mesurés (il peut y avoir une mesure d'une substance ou de plusieurs), par le nombre de canaux de mesure (monocanal et multicanal ), par fonctionnalité (indicateurs, dispositifs de signalisation, analyseurs de gaz).

Les analyseurs de gaz de combustion sont conçus pour la configuration et la surveillance des chaudières, des fours, des turbines à gaz, des brûleurs et d'autres installations à combustion. Ils permettent également de surveiller les émissions d'hydrocarbures, d'oxydes de carbone, d'azote et de soufre.

Analyseurs de gaz (détecteurs de gaz, détecteurs de gaz) pour surveiller les paramètres de l'air dans la zone de travail. Surveiller la présence de gaz et vapeurs dangereux dans la zone de travail, à l'intérieur, dans les mines, les puits, les collecteurs.

Les analyseurs de gaz stationnaires sont conçus pour contrôler la composition des gaz lors de mesures technologiques et contrôler les émissions dans la métallurgie, l'énergie, la pétrochimie et l'industrie du ciment. Les analyseurs de gaz mesurent la teneur en oxygène, oxydes d'azote et de soufre, fréon, hydrogène, méthane et autres substances.

Types d'analyseurs de gaz

Une variété d'analyseurs de gaz selon les signes physiques du travail. À ce jour, il existe plus de 10 variétés d'analyseurs de gaz, qui sont divisés en fonction des caractéristiques physiques de l'analyse de l'environnement gazeux.

Mais, en tant que tel, il n'existe pas de conception universelle, selon laquelle la composition des impuretés est mesurée. Pour certains, un certain principe physique convient, alors que pour d'autres, il sera inacceptable.

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Conductimétrie thermique

Peut répondre à la conductivité thermique des mélanges. Il analyse l'efficacité du transfert de température dans le milieu gazeux. Cet appareil ne convient que si la conductivité thermique des impuretés et des gaz diffère considérablement les unes des autres.

Pneumatique

Conçu pour déterminer la viscosité du mélange, inhérente à cette pièce. Ils sont également utilisés dans les sites explosifs, car ils n'ont pas de composant électrique. Il n'y a pas d'étincelle, donc le gaz ne s'enflamme pas.

Magnétique

Il convient à l'analyse de l'oxygène. Ces dispositifs sont utilisés dans les mécanismes où le mélange gazeux doit être brûlé. Exemple d'indicateur : lambdazont. On le trouve dans le système d'échappement des voitures, qui sont désormais pertinentes sur le marché automobile moderne. Conçu pour déterminer la concentration d'oxygène dans le rapport de la sortie des gaz d'échappement. Il sert également à déterminer dans quelle mesure le carburant automobile s'est réchauffé. Infrarouge

Ils sont nécessaires pour irradier le milieu gazeux avec des rayons infrarouges. Ils ont un boîtier antidéflagrant intégré, car ils sont utilisés là où il y a des substances explosives.Il est utilisé pour les laboratoires et l'industrie.

ionisation

Vérifie la conductivité électrique. S'il y a une impureté dans la composition, la conductivité électrique est différente. Ceci est fixe et reflété sous forme de pourcentage sur le tableau de bord. Il est conçu pour les gaz qui ne sont pas inflammables.

ultra-violet

Ils ont le même principe que les infrarouges. Mais il y a une différence dans le fait qu'ils sont irradiés par des rayons ultraviolets. Ces appareils peuvent analyser l'intensité de l'absorption du milieu, en utilisant les rayons qui leur sont dirigés.

Luminescent

Il est nécessaire pour déterminer quels gaz ont des propriétés luminescentes. Ils dépendent de la concentration de ces impuretés. Il s'agit d'un type d'appareil rare car c'est le type le plus complexe. En pratique, en règle générale, des technologies plus simples sont utilisées. Il existe d'autres équipements qui ont d'autres principes physiques. C'est le plus cher et nécessite un entretien complexe. Les équipements basés sur des principes chimiques sont remplis de certains produits chimiques. Ils sont utilisés lorsqu'il existe des gaz spécifiques pour lesquels d'autres méthodes ne conviennent pas.

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Analyseurs de rayons X

Chaque appareil possède :

• un tube à rayons X fluorescent;
• détecteur;
• dispositif d'enregistrement ;
• module de controle.

Une caractéristique importante qui est nécessaire pour les grands points d'acceptation est l'adaptation de l'appareil au mode de fonctionnement à l'état solide. Ce type d'appareil analyse plusieurs dizaines d'éléments dans des alliages à la fois.

La taille de l'échantillon peut être négligeable, par exemple les copeaux

Ce type d'appareil analyse plusieurs dizaines d'éléments dans des alliages à la fois.La taille de l'échantillon peut être négligeable, par exemple les puces.

En général, même des éléments de type laitier et de type poussière jusqu'à 50 microns conviennent. Ils fonctionnent rapidement, car ils n'ont pas besoin d'être calibrés à chaque fois pour une nouvelle analyse. Un réglage séparé est effectué uniquement pour certaines tâches complexes.

Les appareils les plus courants

Les modèles optiques et électrochimiques se distinguent comme les dispositifs les plus courants faisant partie des trois groupes notés. Leur attrait est dû à la possibilité d'effectuer des mesures en temps réel.

Dans le même temps, sur le plan technologique, les appareils prennent en charge l'analyse multicomposant avec la possibilité d'enregistrer les résultats dans une puce mémoire.

Un exemple du groupe des analyseurs de gaz optiques - les appareils les plus largement utilisés dans divers domaines. Les analyseurs de gaz optiques ont une grande précision de mesure

Pour le secteur industriel, de tels appareils sont des équipements indispensables. En particulier lorsqu'une surveillance constante des émissions ou une analyse de processus est requise.

Principaux fabricants

1. Société Olympe.
2. FPI (Focused Photonics Inc).
3. Brucker.

Société Olympe

Une société japonaise connue pour ses produits dans le domaine de l'optique et du matériel photographique. Ses analyseurs de métaux sont populaires car ils sont considérés comme fiables à la japonaise et se situent dans le segment de prix moyen.

L'entreprise investit dans la R&D et le développement de logiciels. Pour les analyseurs portables, la technologie Delta X-act Count a été créée, grâce à laquelle la vitesse et les limites de détection ont été réduites.

FPI (Focused Photonics Inc)

Une entreprise chinoise fondée par des diplômés de prestigieuses universités américaines.Il est considéré comme l'un des leaders dans la production de toutes sortes de systèmes de surveillance de l'écologie de l'environnement. Leurs analyseurs de métaux sont également en demande.

L'analyseur de métaux portable FPI est légèrement moins cher que les principaux concurrents.

Brucker

Entreprise allemande fondée il y a plus de 50 ans. La production, les laboratoires et les bureaux de représentation sont situés dans 90 pays. Il se compose de quatre départements qui traitent de différents domaines. Bruker AXS et Bruker Daltonics développent et fabriquent des systèmes d'analyse des métaux.

Ils sont considérés comme de haute qualité et sont assez courants sur le marché russe en raison du bon travail des bureaux de représentation.

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