Типи газоаналізаторів
Газоаналізатори класифікують за типом на пневматичні, магнітні, електрохімічні, напівпровідникові та ін.
Термокондуктометричні газоаналізатори. Їхня дія заснована на залежності теплопровідності газової суміші від її складу.
Термокондуктометричні газоаналізатори не мають високої вибірковості і використовуються, якщо контрольований компонент теплопровідності істотно відрізняється від інших, напр. для визначення концентрацій Н2, Не, Аг, СО2 у газових сумішах, що містять N2, О2 та ін. Діапазон виміру - від одиниць до десятків відсотків за обсягом.
Термохімічні газоаналізатори. У цих приладах вимірюють тепловий ефект хімічної реакції, в якій бере участь компонент, що визначається. Найчастіше використовується окислення компонента киснем повітря; каталізатори – марганцевомідний (гопкаліт) або дрібнодисперсна Pt, нанесена на поверхню пористого носія. Зміна т-ри при окисленні вимірюють за допомогою металлич. або напівпровідникового терморезистора. У ряді випадків пов-сть платинового терморезистора використовують як каталізатор. Величина пов'язана з числом молейМ компонента, що окислився, і тепловим ефектом співвідношенням, де k-коеф., що враховує втрати тепла, що залежать від конструкції приладу.
Магнітні газоаналізатори. Цей тип застосовують для визначення О2. Їхня дія заснована на залежності магнітної сприйнятливості газової суміші від концентрації О2, об'ємна магнітна сприйнятливість якого на два порядки більша, ніж у більшості інших газів. Такі газоаналізатори дозволяють вибірково визначати О2 у складних газових сумішах. Діапазон вимірюваних концентрацій 10-2 - 100%. Найбільш поширені магнітомішки. та термомагн. газоаналізатори.
У магнітомеханічнихгазоаналізаторів вимірюють сили, що діють у неоднорідному магн. поле на вміщене в аналізовану суміш тіло (зазвичай ротор).
Точніші газоаналізатори, виконані за компенсаційною схемою. Вони момент обертання ротора, функціонально пов'язані з концентрацією О2 в аналізованої суміші, врівноважується відомим моментом, до створення якого використовуються магнитоелектрич. чи електростатич. системи. Роторні газоаналізатори ненадійні у промислових умовах, їх складно юстувати.
Пневматичні газоаналізатори. Їхня дія заснована на залежності щільності та в'язкості газової суміші від її складу. Зміни щільності та в'язкості визначають вимірюючи гідроміх. параметри потоку. Поширено пневматичні газоаналізатори трьох типів.
Газоаналізатори з дросельними перетворювачами вимірюють гідравліч. опір дроселя (капіляра) при пропусканні через нього аналізованого газу. При постійному витраті газу перепад тиску на дроселі - ф-ція густини (турбулентний дросель), в'язкості (ламінарний дросель) або того й іншого параметра одночасно.
Струменеві газоаналізатори вимірюють динаміч. напір струменя газу, що з сопла. Їх використовують, наприклад, в азотній промисловості для вимірювання вмісту Н2 в азоті (діапазон вимірювання 0-50%), у хлорній промисловості - для визначення С12 (0-50 та 50-100%). Час встановлення показань цих газоаналізаторів не перевищує дек. секунд, тому їх застосовують також у газосигналізаторах до вибухових концентрацій газів і пар деяких в-в (напр., дихлоретану, вінілхлориду) в повітрі пром. приміщень.
Інфрачервоні газоаналізатори. Їхня дія заснована на збиральному поглинанні молекулами газів і парів ІЧ-випромінювання в діапазоні 1-15 мкм. Це випромінювання поглинають усі гази,молекули яких брало складаються не менше ніж з двох різних атомів. Висока специфічність молекулярних спектрів поглинання різних газів обумовлює високу вибірковість таких газоаналізаторів та їх широке застосування у лабораторіях та промисловості. Діапазон вимірюваних концентрацій 10 -3 -100%. У дисперсійних газоаналізаторах використовують випромінювання однієї довжини хвилі, отримане за допомогою монохроматорів (призми, дифракційні грати). У недисперсійних газоаналізаторах, завдяки особливостям оптич. схеми приладу (застосування світлофільтрів, спец. приймачів випромінювання і т.д.) використовують немонохроматич. випромінювання.
Ультрафіолетові газоаналізатори. Принцип їх дії заснований на вибірковому поглинанні молекулами газових парів випромінювання в діапазоні 200-450 нм. Вибірковість визначення одноатомних газів дуже велика. Дво- та багатоатомні гази мають в УФ-області суцільний спектр поглинання, що знижує вибірковість їх визначення. Однак відсутність УФ-спектру поглинання у N2, O2, СО2 та парів води дозволяє у багатьох практично важливих випадках проводити досить селективні вимірювання у присутності. цих компонентів. Діапазон обумовлених концентрацій зазвичай 10 -2 -100% (для пар Hg ниж. межа діапазону 2,5-10 -6%).
Ультрафіолетові газоаналізатори застосовують гол. чином для автоматичного контролю вмісту С12, О3, SO2, NO2, H2S, C1O2, дихлоретану, зокрема у викидах промислових підприємств, а також для виявлення парів Hg, рідше Ni (CO)4, у повітрі приміщень.
Люмінесцентні газоаналізатори. У хемілюмінесцентних газоаналізаторах вимірюють інтенсивністьлюмінесценції, збудженої завдяки хімічній реакції контрольованого компонента з реагентом у твердій, рідкій або газоподібній фазі. Приклад – взаємод. NO з О3, що використовується длявизначення оксидів азоту:
Фотоколориметричні газоаналізатори. Ці прилади вимірюють інтенсивність фарбування продуктів обирають. р-ції між обумовленим компонентом та спеціально підібраним реагентом. Реакцію здійснюють, як правило, у розчині (рідинні газоаналізатори) або на твердому носії у вигляді стрічки, таблетки, порошку (співвідн. стрічкові, таблеткові, порошкові газоаналізатори).
Фотоколориметріч. газоаналізатори застосовують для вимірювання концентрацій токсичних домішок (напр.,оксидів азоту, О2, С12, CS2, O3, H2S, NH3, HF, фосгену, ряду орг. з'єдн.) в атмосфері пром. зон та в повітрі пром. приміщень. Під час контролю забруднень повітря широко використовують переносні прилади періодичної дії. Велика кількість фотоколориметрич. газоаналізаторів застосовують як газосигналізатори.
Електрохімічні газоаналізатори. Їхня дія заснована на залежності між параметром електрохім. системи та складом аналізованої суміші, що надходить у цю систему.
У кондуктометричних газоаналізаторах вимірюється електропровідність розчину при селективному поглинанні ним обумовленого компонента. Недоліки цих газоаналізаторів – низька вибірковість та тривалість встановлення показань при вимірі малих концентрацій. Кондуктометричні газоаналізатори широко застосовують визначення О2, СО, SO2, H2S, NH3 та інших.
Іонізаційні газоаналізатори. Дія заснована на залежності електричної провідності газів від їх складу. Поява в газі домішок надає додатковий вплив на процес утворення іонів або їх рухливість і, отже, рекомбінацію. Зміна провідності, що виникає при цьому, пропорційно змісту домішок.
Всі іонізаційні газоаналізатори містять проточну іонізацію. камеру, наелектроди якої накладають певну різницю потенціалів. Ці прилади широко застосовують контролю мікродомішок у повітрі, і навіть у кач-ве детекторів у газових хроматографах.