Условная иерархия газоаналитических приборов стационарного исполнения для воздуха рабочей зоны

Газоаналитические приборы необходимы для автоматического непрерывного измерения и контроля массовой концентрации различных веществ в воздухе рабочей зоны на нефтехимических, промышленных, химических или иных предприятиях, объектах пищевой, газовой промышленности, а также предназначены для своевременного оповещения работающего персонала путём светозвуковой сигнализации.

Элементы газового анализа можно условно разделить на 5 иерархических ступеней:
1. Приборы газового анализа - это газоаналитические приборы, предназначенные для экологического мониторинга, постоянного контроля воздушной среды, стационарного обнаружения вредных веществ, контроля опасных промышленных выбросов.

Стационарные газоаналитические приборы применяются в следующих местах:
- для обнаружения утечек в холодильном оборудовании;
- для охраны и экологического надзора за окружающей средой;
- для регулирования горения котлов теплоэлектростанций, а также в системах анализа и управления двигателями внутреннего сгорания;
- при обнаружении негерметичности вакуумного и газового оборудования;
- на пожароопасных и взрывоопасных производствах различных отраслей промышленности для определения концентрации горючих газов (Ex) в процентах от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР);
- на химически опасных объектах;
- в колодцах, выгребных и канализационных ямах, подвалах;
- и в других местах.

2. Существует огромное количество приборов газового анализа, отличающихся друг от друга техническими характеристиками, областью применения, анализируемыми компонентами, исполнениями, выполняемыми функциями, диапазонами измерений, количеством детектируемых каналов.

Существуют следующие виды стационарных приборов для анализа воздуха рабочей зоны:
- газоанализаторы;
- газосигнализаторы;
- сигнализаторы;
- анализаторы и т.д.

3. Как правило, каждый газоаналитический прибор (однокомпонентный либо многокомпонентный) имеет в своём составе один или несколько блоков датчиков (называемые также измерительными преобразователями).

Количество блок датчиков (БД) в приборе зависит от числа каналов измерения, используемых в нём.

Однокомпонентные приборы имеют единственный измерительный канал (один БД) и способны измерить одно определённое вещество. Многокомпонентные предназначены для одновременного контроля до 16 и больше каналов измерения (до 16 БД и больше).

4. Основным измерительным элементом в блоке датчика является сенсор, он также называется датчиком, ячейкой, первичным преобразователем, комплектом чувствительных элементов.

Газочувствительный сенсор - это «сердце» любого газоанализирующего прибора. Именно технические характеристики датчика будут определять измерительные параметры (анализируемый компонент, диапазон и точность измерений, чувствительность, время выхода в рабочий режим и т.д.) приборов газового анализа.

В одном блоке датчика, могут присутствовать сразу несколько газовых сенсоров, измеряющих разные компоненты по различному принципу (термохимическому (термокаталитическому), электрохимическому, полупроводниковому, оптическому и другому).

5. В состав сенсора входят чувствительные элементы (ЧЭ), преобразующие концентрацию различных газов в пригодный для технического применения сигнал, обычно электрический.

Как правило, датчик имеет один или несколько чувствительных элементов:
- измерительный (рабочий) чувствительный элемент имеет каталитически активную поверхность;
- сравнительный чувствительный элемент - является каталитически инертным и позволяет компенсировать влияние внешних факторов на рабочий ЧЭ;
- компенсационный чувствительный элемент или противоэлектрод.

ЧЭ изготавливаются из драгоценных металлов, таких как платина, палладий, золото и смесей других металлов. Как правило, чувствительные элементы в датчике помещены в электролит на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы находиться в непосредственном контакте друг с другом.

Данная структура не является инновационной, но удобна тем, что при выходе из строя одного из измерительных элементов: блока датчика, сенсора, чувствительного элемента, есть возможность его оперативной замены и дальнейшего использования стационарного газоаналитического прибора по его назначению.

* - условная иерархия была построена и описана на примере стационарного газоаналитического прибора для измерения воздуха рабочей зоны