- Características de los analizadores de gases domésticos.
- Principios de clasificación de los analizadores de gases
- Principio y ventajas
- Instalación de electrodomésticos
- Clasificación por factor de forma:
- ¿Qué más considerar en la elección?
- Principios de clasificación de los analizadores de gases
- Principio de operación
- Analizadores de gas - principio de funcionamiento
- Tipos de analizadores de gases según el principio de funcionamiento.
- Tipos de analizadores de gases
- conductimétrica térmica
- Neumático
- Magnético
- ionización
- ultravioleta
- Luminiscente
- analizadores de rayos X
- Los dispositivos más comunes
- Principales fabricantes
- Corporación Olympus
- FPI (fotónica enfocada Inc)
- Bruker
Características de los analizadores de gases domésticos.
Los dispositivos para uso doméstico se caracterizan por su tamaño compacto, rendimiento limitado y facilidad de uso. Si los modelos profesionales implican un funcionamiento estacionario, los analizadores domésticos de gas natural se pueden mover de un lugar a otro, ya que la mayoría de ellos son dispositivos portátiles.
La funcionalidad del electrodoméstico está diseñada para detectar fugas de gas con el estudio de humos en diferentes puntos. Al mismo tiempo, en el segmento de electrodomésticos, se implementan diferentes niveles de contenido funcional.
Por ejemplo, un analizador de gas doméstico de la categoría de presupuesto está equipado con el sistema de advertencia más simple en forma de indicación de luz o sonido.Es decir, si se nota en la habitación un exceso de concentración de vapores de gas con respecto al valor estándar, el detector dará una señal adecuada, pero sin información adicional.
Los electrodomésticos más sofisticados están equipados con una pantalla que refleja información con características detalladas del aire.
Los analizadores domésticos de mezclas de gases se fabrican en versiones manuales y automáticas. En el primer caso, se trata de un dispositivo absorbente simple con un nivel medio de precisión de análisis. Los productos automáticos se caracterizan por una alta precisión y amplias posibilidades de diversos estudios ambientales. Por ejemplo, en modo continuo, verifique los parámetros establecidos de una mezcla o su componente individual.
Vale la pena señalar que los electrodomésticos pueden ser no solo portátiles, sino también estacionarios, lo que requiere una instalación especial. Al mismo tiempo, los analizadores de gases estacionarios domésticos también tienen dimensiones compactas, mantenimiento sin pretensiones y bajo rendimiento.
Principios de clasificación de los analizadores de gases
Todos los dispositivos de análisis existentes actualmente se clasifican en función de los detalles estructurales y tecnológicos. La clasificación caracteriza la funcionalidad específica de los instrumentos de análisis de gases.
Por ejemplo, un indicador y una alarma pueden ser algo similares, pero se clasifican como medidores diferentes. Lo mismo se aplica a los detectores de fugas y analizadores de gases.
Un detector de fugas de tamaño pequeño y fácil de usar es un diseño que está directamente relacionado con los analizadores de medios gaseosos. El uso de tales dispositivos es relevante para diversas condiciones de producción industrial y el ámbito doméstico.
La clasificación de diseño define propiedades como la movilidad y la portabilidad. La capacidad de los instrumentos para medir un cierto número de componentes se clasifica como un dispositivo de un solo componente o de varios componentes.
De igual forma con el número de canales de medida, donde existe una clasificación para analizadores de gases monocanal o multicanal.
Finalmente, hay otro criterio que muestra el propósito específico de los dispositivos. Por ejemplo, hay analizadores de gases para monitorear los gases de escape de los automóviles y hay dispositivos que controlan los procesos tecnológicos.
Principio y ventajas
El principio de funcionamiento de los dispositivos portátiles es el mismo que el de los estacionarios. Los estacionarios ocupan mucho espacio y requieren habilidades especiales de manejo. Aprende a trabajar con portátiles más fácil. Dichos dispositivos pesan un promedio de 1.5-2 kg, las baterías duran varias horas.
Tienen una pantalla de cristal líquido, que muestra información sobre la composición en forma de símbolos utilizados en química.
El dispositivo tiene la capacidad de acumular y almacenar información, incluidos resultados de pruebas y fotografías.
Precisión: 0,1%, que es suficiente para trabajar en el campo del reciclaje.
Esto es lo que puede comprobar con un analizador portátil:
- Grandes estructuras.
- Estructuras complejas.
- lingotes
- Pequeñas partes.
- Tubería.
- Varillas.
- Espacios en blanco.
- Electrodos.
- Virutas y polvo de metal.
Instalación de electrodomésticos
Para la instalación de analizadores de gas, las superficies verticales son las más adecuadas: lugares de posibles fugas de gas (cerca de medidores, columnas, calderas, estufas).
El dispositivo no se puede montar:
- A una distancia inferior a 1 m de los quemadores.
- En áreas sucias y polvorientas.
- Cerca de túneles de ventilación.
- En áreas donde se almacenen materiales combustibles y tóxicos.
Durante la instalación, es necesario tener en cuenta las características del gas y la altura de su concentración. Entonces, las posiciones de los gases del piso son las siguientes:
- metano - 50 cm,
- monóxido de carbono - 180 cm (hasta el techo - 30 cm)
- propano - 50 cm.
Es mejor montar el modelo combinado en el rango de 50-30 centímetros hasta el techo.
Para que las válvulas funcionen de manera estable, coloque baterías en el dispositivo que pueda cambiar automáticamente a energía de emergencia.
La instalación del dispositivo no es difícil. Se puede fijar con tacos o tornillos.
Su pasaporte detalla la conexión de electricidad al mismo y su contacto con otros equipos.
Al menos una vez al año, el analizador de gases debe someterse a un procedimiento de inspección.
Clasificación por factor de forma:
Por factor de forma, los dispositivos se pueden dividir en:
- Los analizadores de gas estacionarios son dispositivos diseñados para instalación estacionaria en el área de trabajo de plantas industriales y cosechadoras, laboratorios químicos, refinerías de petróleo y empresas productoras de gas y otras industrias.
- Los analizadores de gases portátiles son dispositivos de uso individual que sirven como protección adicional para los analizadores de gases estacionarios.
- Los analizadores de gases portátiles son dispositivos que ocupan un nicho intermedio entre los estacionarios y los portátiles. Más grande que los dispositivos portátiles, pero con más funciones. Adecuado para pequeñas empresas.
Los analizadores de gases son dispositivos indispensables que se utilizan tanto en la producción como en el hogar y le permiten determinar la composición cualitativa y cuantitativa de los contaminantes en el área de trabajo o cualquier otra habitación donde existan factores peligrosos para la fuga de sustancias y gases nocivos.
¿Qué más considerar en la elección?
Además de las posibilidades básicas de análisis del entorno gaseoso, se deben tener en cuenta las capacidades de conmutación y el grado de protección de la carcasa. Los sensores de alarma estacionarios e independientes no tienen que comunicarse con controladores electrónicos y computadoras. Pero si necesita un analizador de gas doméstico con un dispositivo de cierre de gas, entonces es deseable prever la presencia de interfaces como RS-232 (para conectarse a una computadora) y un relé de control para integrar el dispositivo en seguridad compleja instrumentos. Esto le permitirá conectar el dispositivo a la campana, los reguladores de válvulas del equipo de gas y la sirena.
El grado de protección del dispositivo en sí está determinado por la marca IP. Los modelos domésticos de habitaciones, por regla general, cuentan con una clase de protección contra el polvo y la humedad IP20. Los analizadores de gases más duraderos y fiables tienen una carcasa multicapa IP67 que protege contra impactos, entornos químicos agresivos e inundaciones de agua.
Principios de clasificación de los analizadores de gases
Todos los dispositivos de análisis existentes actualmente se clasifican en función de los detalles estructurales y tecnológicos. La clasificación caracteriza la funcionalidad específica de los instrumentos de análisis de gases: por ejemplo, un indicador y un dispositivo de señalización pueden ser algo similares, pero se clasifican como medidores diferentes. Lo mismo se aplica a los detectores de fugas y analizadores de gases.
Un detector de fugas de tamaño pequeño y fácil de usar es un diseño que está directamente relacionado con los analizadores de medios gaseosos. El uso de tales dispositivos es relevante para diversas condiciones de producción industrial y el ámbito doméstico.
La clasificación de diseño define propiedades como la movilidad y la portabilidad. La capacidad de los instrumentos para medir un cierto número de componentes se clasifica como un dispositivo de un solo componente o de varios componentes. De igual forma con el número de canales de medida, donde existe una clasificación para analizadores de gases monocanal o multicanal.
Finalmente, hay otro criterio que muestra el propósito específico de los dispositivos. Por ejemplo, hay analizadores de gases para monitorear los gases de escape de los automóviles y hay dispositivos que controlan los procesos tecnológicos.
Principio de operación
En los catálogos, los analizadores de gases están representados por modelos de varios tipos.
Se diferencian entre sí por el principio de acción:
conductimetría térmica - trabajo sobre la base de la dependencia de la conductividad térmica de una mezcla de gas o aire en su composición. Dispositivos selectivos, altamente sensibles;
termoquímico: se instala un catalizador en el cuerpo del dispositivo, en el que se oxida el componente a determinar u ocurre otra reacción con su participación. La concentración está determinada por el efecto térmico del proceso;
magnético - diseñado para determinar el contenido de oxígeno. El principio de funcionamiento de los dispositivos se basa en la dependencia de la susceptibilidad magnética de la mezcla de la concentración de O2;
neumático: determine la densidad y la viscosidad de la mezcla de gases, que depende de la composición cualitativa y cuantitativa;
infrarrojo: analice el grado de absorción de los rayos infrarrojos por varios componentes de la mezcla de gases. El equipo es altamente selectivo en relación a compuestos cuyas moléculas constan de dos o más átomos, por lo que es ampliamente utilizado en condiciones de laboratorio;
ultravioleta: genera radiación en el rango de 200-450 nm. Los instrumentos son efectivos para determinar la concentración de gases monoatómicos;
luminiscente: funciona sobre la base del fenómeno de la luminiscencia, que se produce como resultado de la reacción química del componente que se determina con el reactivo;
fotocolorimétrico: mide la intensidad de la tinción de las sustancias obtenidas como resultado de la reacción entre un reactivo específico y el componente que se determina. La peculiaridad de este tipo de analizadores de gases radica en los diferentes estados agregados del reactivo. El proceso puede tener lugar en fase líquida o sobre un soporte sólido: tableta, cinta, etc.;
electroquímico - mide las características electroquímicas de la mezcla analizada. Los dispositivos tienen baja selectividad;
ionización: determine la conductividad eléctrica del medio, que depende del tipo, la cantidad y la movilidad de los iones de diferentes componentes.
Analizadores de gas - principio de funcionamiento
Los analizadores de gases son instrumentos de medida diseñados para obtener información de medida sobre la cantidad de una sustancia o su concentración en el medio gaseoso analizado.
En la industria alimentaria, los analizadores de gases se utilizan ampliamente para analizar los gases de combustión durante la combustión de varios tipos de combustible, para controlar la composición de medios gaseosos en cámaras de horneado y secado, para controlar la concentración de valores límite en peligros de incendio y explosión. industrias y locales donde sea posible la acumulación de gases nocivos para la salud del personal encargado.
El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en la dependencia de la conductividad térmica de la mezcla analizada de la concentración de CO2 en ella, cuya conductividad térmica es más baja que la de otros componentes.
La base del dispositivo es un circuito de puente comparativo de compensación de corriente alterna de 3 puentes: de trabajo, comparativo y de compensación. El puente de trabajo se construye según el esquema diferencial. Sus elementos sensibles se colocan en ampollas cerradas. Dos elementos son lavados por el gas analizado, los otros dos, por el control.
La determinación de la concentración de oxígeno mediante analizadores magnéticos de gases se basa en una propiedad física: el paramagnetismo.
Los materiales paramagnéticos son atraídos hacia el campo magnético, mientras que los materiales diamagnéticos son expulsados.
El oxígeno (+1) y el óxido nítrico (+0,36) tienen la mayor susceptibilidad positiva.
Los analizadores magnéticos de gases se dividen en termomagnéticos y magnetomecánicos.
El método termomagnético ha recibido una aplicación más amplia.
Se basa en el cambio de la susceptibilidad magnética volumétrica con la temperatura (Fig. 2.62).
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Arroz. 2.62. Diagrama esquemático del transductor de medición de un analizador de gas termomagnético.
La presencia de oxígeno en el gas analizado conduce a su movimiento a lo largo de los elementos calefactores, lo que enfría simultáneamente la resistencia R1 y calienta la resistencia R2, es decir cambia su resistencia. La diferencia de resistencia, relacionada funcionalmente con la concentración de oxígeno, conduce a un desequilibrio del puente, lo que provoca un cambio en el voltaje de salida, medido por un dispositivo secundario calibrado en porcentaje de concentración.
Para medir la concentración volumétrica de oxígeno en los gases de combustión de las plantas de calderas, se utiliza un analizador de gases del tipo MN 5110T. El circuito de gas del dispositivo incluye dos dispositivos de entrada de gas con filtros cerámicos para limpieza, dispositivos auxiliares para llevar los parámetros de gas y aire a los valores requeridos, cámaras de trabajo y comparación de dos receptores y dos impulsores de flujo que aseguran el bombeo de gas y aire a través del sistema.
El gas para análisis se toma de la caldera a través de un filtro de cerámica, desde donde ingresa a la unidad de compensación de humedad, donde se seca (con eliminación de condensado) o se humedece. Se utiliza un manómetro para controlar el vacío en el sistema.
Tipos de analizadores de gases según el principio de funcionamiento.
1. Dispositivos, cuya acción se basa en métodos físicos de análisis, incluidas las reacciones químicas auxiliares. Con la ayuda de tales analizadores de gases, se determina un cambio en el volumen o la presión de una mezcla de gases como resultado de las reacciones químicas de sus componentes individuales.
2. Los aparatos cuya acción se base en métodos físicos de análisis, incluidos los procesos físicos y químicos auxiliares (termoquímicos, electroquímicos, fotocolorimétricos, etc.). Los métodos termoquímicos se basan en medir el efecto térmico de la reacción de oxidación catalítica (combustión) de un gas. Los métodos electroquímicos permiten determinar la concentración de un gas en una mezcla por el valor de la conductividad eléctrica del electrolito que ha absorbido este gas. Los métodos fotocolorimétricos se basan en el cambio de color de ciertas sustancias cuando reaccionan con el componente analizado de la mezcla de gases.
3. Los aparatos cuyo funcionamiento se base en métodos de análisis puramente físicos (termoconductométricos, termomagnéticos, ópticos, etc.).Las termoconductométricas se basan en medir la conductividad térmica de los gases. Los analizadores de gases termomagnéticos se utilizan principalmente para determinar la concentración de oxígeno, que tiene una alta susceptibilidad magnética. Los analizadores ópticos de gases se basan en la medición de la densidad óptica, los espectros de absorción o los espectros de emisión de una mezcla de gases.
Los analizadores de gases se pueden dividir en varios tipos según las tareas realizadas: analizadores de gases de combustión, analizadores de gases para determinar los parámetros del área de trabajo, analizadores de gases para monitorear procesos tecnológicos y emisiones, analizadores de gases para purificación y análisis de agua, etc. , también se dividen según la ejecución constructiva para portátiles, portátiles y estacionarios, por el número de componentes medidos (puede haber una medición de una sustancia o varias), por el número de canales de medición (monocanal y multicanal ), por funcionalidad (indicadores, dispositivos de señalización, analizadores de gases).
Los analizadores de gases de combustión están diseñados para configurar y monitorear calderas, hornos, turbinas de gas, quemadores y otras instalaciones que queman combustible. También permiten monitorear las emisiones de hidrocarburos, óxidos de carbono, nitrógeno y azufre.
Analizadores de gas (detectores de gas, detectores de gas) para monitorear los parámetros del aire en el área de trabajo. Monitorear la presencia de gases y vapores peligrosos en el área de trabajo, interiores, minas, pozos, colectores.
Los analizadores de gas estacionarios están diseñados para controlar la composición del gas durante las mediciones tecnológicas y controlar las emisiones en la metalurgia, la energía, la petroquímica y la industria del cemento. Los analizadores de gases miden el contenido de oxígeno, nitrógeno y óxidos de azufre, freón, hidrógeno, metano y otras sustancias.
Tipos de analizadores de gases
Una variedad de analizadores de gases según los signos físicos de trabajo. Hasta la fecha, existen más de 10 variedades de analizadores de gases, que se dividen según las características físicas del análisis del ambiente gaseoso.
Pero, como tal, no existe un diseño universal, según el cual se mide la composición de las impurezas. Para algunos, cierto principio físico es adecuado, mientras que para otros será inaceptable.
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conductimétrica térmica
Puede responder a la conductividad térmica de las mezclas. Analiza la eficiencia con la que se transfiere la temperatura en el medio gaseoso. Este dispositivo es adecuado solo si la conductividad térmica de las impurezas y los gases difiere significativamente entre sí.
Neumático
Diseñado para determinar la viscosidad de la mezcla, que es inherente a esta sala. También se utilizan en sitios explosivos, ya que no tienen un componente eléctrico. No hay chispa, por lo tanto, el gas no se encenderá.
Magnético
Es adecuado para el análisis de oxígeno. Estos dispositivos se utilizan en aquellos mecanismos donde se va a quemar la mezcla de gases. Ejemplo de indicador: lambdazont. Se encuentra en el sistema de escape de los automóviles, que ahora son relevantes en el mercado de automóviles modernos. Diseñado para determinar la concentración de oxígeno en relación con la salida de gases de escape. También sirve para determinar qué tan bien se ha calentado el combustible para automóviles. Infrarrojo
Son necesarios para irradiar el medio gaseoso con rayos infrarrojos. Tienen una carcasa a prueba de explosiones incorporada, ya que se utilizan donde hay sustancias explosivas.Se utiliza para laboratorios e industria.
ionización
Comprueba la conductividad eléctrica. Si hay una impureza en la composición, entonces la conductividad eléctrica es diferente. Esto es fijo y se refleja como un porcentaje en el marcador. Está diseñado para gases que no son inflamables.
ultravioleta
Tienen el mismo principio que los infrarrojos. Pero hay una diferencia en el hecho de que están irradiados con rayos ultravioleta. Estos dispositivos pueden analizar la intensidad de la absorción del medio, utilizando los rayos que se dirigen hacia ellos.
Luminiscente
Es necesario para determinar qué gases tienen propiedades luminiscentes. Dependen de la concentración de estas impurezas. Este es un tipo raro de dispositivo porque es el tipo más complejo. En la práctica, por regla general, se utilizan tecnologías más simples. Hay otros equipos que tienen otros principios físicos. Es el más caro y requiere un mantenimiento complejo. Los equipos basados en principios químicos están llenos de ciertos productos químicos. Se utilizan cuando existen gases específicos para los que otros métodos no son adecuados.
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analizadores de rayos X
Cada dispositivo tiene:
- un tubo de rayos X que emite fluorescencia;
- detector;
- dispositivo de registro;
- módulo de control.
Una característica importante que es necesaria para grandes puntos de aceptación es la adaptación del dispositivo al modo de operación de estado sólido. Este tipo de dispositivo analiza varias docenas de elementos en aleaciones a la vez.
El tamaño de la muestra puede ser insignificante, por ejemplo, chips
Este tipo de dispositivo analiza varias docenas de elementos en aleaciones a la vez.El tamaño de la muestra puede ser insignificante, por ejemplo, chips.
En general, son adecuados incluso elementos similares a escoria y polvo de hasta 50 micras. Trabajan rápidamente, ya que no necesitan ser calibrados cada vez para un nuevo análisis. Se lleva a cabo una configuración separada solo para ciertas tareas complejas.
Los dispositivos más comunes
Los modelos ópticos y electroquímicos se destacan como los dispositivos más comunes que forman parte de los tres grupos señalados. Su atractivo se debe a la posibilidad de realizar mediciones en tiempo real.
Al mismo tiempo, tecnológicamente, los dispositivos admiten análisis multicomponente con la capacidad de guardar los resultados en un chip de memoria.
Un ejemplo del grupo de analizadores ópticos de gases: dispositivos que se utilizan más ampliamente en varios campos. Los analizadores ópticos de gases tienen una alta precisión de medición
Para el sector industrial, tales dispositivos son equipos indispensables. Particularmente donde se requiere monitoreo constante de emisiones o análisis de procesos.
Principales fabricantes
- Corporación Olimpo.
- FPI (fotónica enfocada Inc).
- Bruker.
Corporación Olympus
Una empresa japonesa conocida por sus productos en el campo de la óptica y el equipo fotográfico. Sus analizadores de metales son populares porque se consideran confiables al estilo japonés y se encuentran en el segmento de precio medio.
La empresa invierte en I+D y desarrollo de software. Para los analizadores portátiles se ha creado la tecnología Delta X-act Count, por lo que se han reducido los límites de velocidad y detección.
FPI (fotónica enfocada Inc)
Una empresa china fundada por graduados de prestigiosas universidades estadounidenses.Es considerado uno de los líderes en la producción de todo tipo de sistemas para monitorear la ecología del medio ambiente. Sus analizadores de metales también están en demanda.
El analizador de metales portátil FPI es ligeramente más económico que los principales competidores.
Bruker
Empresa alemana fundada hace más de 50 años. La producción, los laboratorios y las oficinas de representación están ubicadas en 90 países. Consta de cuatro departamentos que se ocupan de diferentes áreas. Bruker AXS y Bruker Daltonics están desarrollando y fabricando sistemas de análisis de metales.
Se consideran de gran calidad y son bastante comunes en el mercado ruso debido al buen hacer de las oficinas de representación.
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