Přenosné analyzátory plynůPřenosné analyzátory plynů

-principy měření

-typy analyzátorů dle výrobce

-srovnání jednotlivých typů analyzátorů

www.hbzs-ov.cz

Použity materiály FCHI Pardubice

TEPELNĚ-VODIVOSTNÍ SENZORY- tepelná vodivost patří k vlastnostem, které charakterizují čisté plyny- z molekulárně-kinetické teorie plyne, že tepelná vodivost plynu je tím větší, čím menší je průměr molekuly a čím vyšší je teplota a měrné teplo plynu - tepelnou vodivost směsi plynů, které spolu navzájem nereagují, lze vypočítat přibližně podle směšovacího pravidla

Měřicí zařízení:- komora válcového tvaru

- v ose komory je platinové vlákno elektricky vyhřívané na teplotu (100 až 150) °C

- 2 měřicí a srovnávací komory jsou zapojeny do Wheatsonova můstku

- při změně tepelné vodivosti směsi dochází ke změně v odvodu tepla z měřicího vlákna

- vyhodnocuje se změna elektrického odporu

Principy měření

Měřicí můstek tepelně-vodivostního senzoru

Aplikační možnosti:- analýza dvousložkových či pseudobinárních směsí (vodík-dusík, vodík-kyslík, metan-vzduch, oxid siřičitý-vzduch)

- minimální měřicí rozsahy pro objemové koncentrace v desetinách %

- jako detektor v plynových chromatografech (nosný plyn vodík či helium)

Senzory na principu katalytického spalování

Princip: měření tepelného zabarvení při spalovací reakci na katalyzátoru

Nejčastěji používaný senzor: pelistor- kalorimetrický senzor- koncentrace měřena na základě množství tepla uvolněného při spalovací reakci

spalitelná látka▼

difúze do měřicí komory▼

katalytická spalovací reakce▼

uvolněné teplo▼

zvýšení teploty měřícího elementu▼

zvýšení elektrického odporu▼

zpracování elektrického signálu

Charakteristické vlastnosti pelistorových senzorů

Aplikace:- měření koncentrace hořlavých plynů a par ve vzduchu- zabezpečovací analyzátory (signalizace nebezpečí výbuchu) měřicí rozsah 0 až 100% dolní meze výbušnosti

Výhody:- jednoduchost provedení při dostatečné citlivosti- selektivita k hořlavým látkám jako celku- příznivé dynamické vlastnosti- vysoká životnost senzoru (5 let i více)- provozní spolehlivost při trvalém provozu- nízké nároky na obsluhu a údržbu

Nevýhody:- negativní působení katalytických jedů na aktivitu katalyzátoru- retardační (tlumicí) účinek organických halogenderivátů na spalovací reakci

ELEKTROCHEMICKÉ SENZORY- využívají se membránové elektrochemické senzory- elektrodový systém je oddělen od analyzovaného média permeabilní membránou- membrána je propustná pouze pro plyny, nikoli pro vodu a ionty

Princip funkce:- princip galvanického článku- proud je úměrný parc. tlaku v měř. vzorku

Aplikace:- měření koncentrace kyslíku- měření toxických plynů- využití v přenosných detektorech

Elektrochemická čidla jsou nejčastěji využívána (spolu se spalovacími principy) v malých přenosných osobních analyzátorech, ale i v analyzátorech stacionárních. Z hlediska jejich velikosti je proto možné do jednoho analyzátoru umístit více (obvykle až 5 ks) druhů čidel.Tyto analyzátory měří

koncentrace kyslíku, toxických plynůa koncentrace hořlavých složek .

INFRAČERVENÉ ANALYZÁTORY

- založeno na principu absorbce IČ záření v plynech, složených nejméně ze dvou druhů atomů- při měření se využívá vlnových délek od 0,7μm do 10 μm- jako provozních přístrojů se využívá převážně analyzátorů bezdisperzních, které pracují bez rozkladu světla a využívají absorbce v široké oblasti spektra- bezdisperzní analyzátory jsou mnohem jednodušší, levnější a mechanicky odolnější- selektivity se dosahuje nejčastěji použitím selektivního detektoru - v IČ oblasti absorbují molekuly, které vykazují trvalý dipólmoment, tj. plyny složené nejméně ze dvou druhů atomů- souměrné molekuly (H2, O2, N2) IČ záření neabsorbují

Aplikace IČ-analyzátorů:

- IČ-analyzátory mají široké rozmezí měřicích rozsahů - vyznačují se vysokou selektivitou- měření škodlivých a toxických látek v atmosféře - měření složení plynných směsí

Schéma bezdisperzního IČ analyzátoru

- komory detektoru jsou naplněny měřeným plynem (selektivní detektor)- komory jsou odděleny membránou, která tvoří jednu elektrodu kapacitního snímače tlaku- při absorbci IČ záření se ohřívá náplň komory detektoru a tím dochází také ke změně tlaků, které jsou měřeny kapacitním snímačem- oba svazky paprsků jsou periodicky přerušovány rotační clonou, měřený výstupní signál je střídavý, amplituda závisí na koncentraci měřené složky

DRÄGER X-am 7000

Přístroj pro kontinuální měření až 5 druhů plynů-3 elektrochemické a 2 katalytické nebo IČ senzory.Možnost měření TWA, STEL,maxima i minima.Doba měření až 20 hodin. Vestavěná pumpa,odběrová hadička 45 m.Záznam provozních hodnot až 50 hodin, čtení dat na PC.Stupeň krytí IP 67. Váha 1090g.

DRÄGER X-am 5000

Pro měření až 5 plynů.K dispozici čidlaelektrochemická, katalytická a tepelněvodivostní.Doba provozu 12 hodin.Externí pumpa, hadička 20 m. Záznamdat až 1000 hodin. Výpis na PC.Krytí IP 67. Váha 220 g + baterie.Speciální čidla s prodlouženoudobou životnosti. Nemožnost nasazeníIČ čidel.

OLDHAM MX 2100 Pro měření až 5 druhů plynů, možnostnasazení čidel IČ, katalytických, tepelně vodivostních i elektrochemických.Dobaprovozu 14 hodin (s čerpadlem 8).Možnost odběru vzorku hadičkoudélky 20 m. Záznam dat až 2000 hodin.Váha přístroje 350 g. Měří hodnoty STEL a TWA. Výpis a čtení datpomocí infraportu.Krytí IP 66.

MSA AUER -ORION plus

Přístroj pro měření až 5 druhů plynů, z toho jeden pro IČ senzor.Další senzory elektrochemické, katalytické a tepelně-vodivostní.Nasávání vzorku-trvalý chodčerpadla.Možnost prodlužovací hadičky.Měření hodnot STEL a TWA.Váha 720 g. Doba provozu-10 hodin.Výpis z paměti na PC

MSA AUER-Solaris

Přístroj pro měření 4 druhů plynů.Využita čidla:hořlavé plyny-katalytický senzor,ostatní-elektrochemické senzoryNemožnost použití IČ senzoru. Měření hodnot STEL a TWA. Krytí IP 65. Bez možnosti čerpadla.

Signál 5Přenosný analyzátor pro měření metanu v rozsahu0- 100 %.Přesnost měření v rozsahu 0-3% je0,3% CH4. Vyměnitelný NiMH akumulátor. Dobaprovozu- min.10 hodin. Životnost baterie 400 nabíjecích cyklů. Světelná a zvuková signalizace.Krytí IP 54. Analyzátor mápaměť pro uložení naměřenýchhodnot.Hmotnost 0,4 kg. Velký,jasný display. Zajištění proti nežádoucí manipulaci. Vhodné

nasazení pro ražby.Náhrada za Signál 2.

Dräger Oldham AuerParametr X- 5000 X- 7000 MX 2100 Orion Solaris

Rozsah měř. 100% CH4 100 % CH4 100% CH4 100% CH4 100% DMVCO 2000 ppm 2000ppm 1000 ppm 1000ppm 500 ppmO2 25,00% 25,00% 30,00% 25,00% 25,00%

CO2 5,00% 5,00% 5% (IČ) 10,00% H2S 200 ppmProstředí 1M1 (Bez IČ) 1M2 1M1 (1M2 ) 1M1 1M1

Doba prov. 12 hodin 20 hodin 14 hodin 10 hodin 14 hodinTypy čidel:

CH4 Kat. spalování IČ +kat. spal Katal. spalov. IČ+kat. spal. Katal. spalCH4 Tep. vodivost Tep. vodivostCO2 Elchemický IČ IČ IČ+ Elchem.O2 Elchemický Elchemický Elchemický Elchemický ElchemickýCO Elchemický Elchemický Elchemický Elchemický Elchemický

tox(volitelné) Elchemický Elchemický Elchemický Elchemický

CENY ANALYZÁTORŮ JSOU ZÁVISLÉ NA POČTU A TYPU SENZORŮ.

SENZORY IČ JSOU DRAŽŠÍ, NEŽ OSTATNÍ TYPY SENZORŮ.

Přehled indikační a detekční techniky

Stav k 1.12.2007

Důl Signál 2 Oldham Oldham Oldham AUER JinéMX 21 MX 2100 MX 2000 Pulsar

Darkov 141 2 2 3 2 6Lazy 86 0 5 2 4 8ČSA 71 3 0 4 14 15Paskov 163 1 0 2 0 3ČSM 95 1 7 5 0 15HBZS 0 8 6 1 0 12

Srovnání přenosných analyzátorů

Typ Výhody NevýhodyOrion Možnost IČ senzoru Těžký pro běžné nošení

Robustnost Stálý chod čerpadlaKrátký čas chodu anal.Nutnost častěji čistit filtry

Solaris Malý přístroj a lehký Nemožnost IČ senzoruNemožnost čerpadlaČidlo na H2S

X- 5000 Malý přístroj a lehký Nemožnost IČ senzoru

X-7000 Robustnost Těžký pro běžné nošení Možnost IČ senzoru

MX-2100 Možnost IČ senzoru Ve výrobě nový typ MX6Malý přístroj a lehký