Некоторое время назад газоанализаторы представляли собой весьма массивные «коробки», теперь же они едва ли больше сотового телефона. Что еще помимо размера изменилось в этих приборах за последние годы? Стали ли они эффективнее?
Прогресс в области газового анализа очевиден. Новые приборы обладают более точными сенсорами, обладающими большей надежностью и стабильностью показаний. Приборы стали более удобны в обслуживании и эксплуатации. Появился новый сервис по дистанционному контролю за показаниями, а также за состоянием прибора. Новшества позволяют максимально улучшить качество контроля газовой среды в воздухе рабочей зоны, а также максимально упростить и автоматизировать сервисное обслуживание приборов.
В современных переносных приборах газового анализа могут одновременно использоваться датчики разных типов, что позволяет решить вопросы самых требовательных клиентов, таких как лаборатории, газоспасательные отряды. Интеллектуальные датчики позволяют осуществить быструю смену датчика в случае необходимости (например невозможности с ходу определить, какие газы присутствуют в воздухе рабочей зоны). Электронасос прибора и зонды позволяют осуществить забор пробы воздуха дистанционно, т. е. до того, как человек спустился в колодец, емкость и т. п.
«Представляемое нами оборудование производства компании «Industrial Scientific», широко используемое в угольных шахтах, позволяет качественно контролировать уровень опасной загазованности при производстве работ приборами Ventis MX4, — говорит Игорь Кот, генеральный директор ООО НПК «Ольдам» (г. Москва). — После смены с приборов с использованием тестирующей станции DS2 снимаются результаты замеров, прибор тестируется и при необходимости может быть автоматически откалиброван. Использование современных вспомогательных средств позволяет максимально качественно и быстро осуществить все текущее обслуживание».
В качестве примера специалист также приводит прибор МХ6 iBrid. Он позволяет одновременно контролировать до шести газов с использованием термокаталитических, электрохимических, оптических (ИК) и фотоионизационного сенсоров, позволяющих быстро и качественно идентифицировать газовую угрозу для принятия своевременных мероприятий по газовой защите.
Также нельзя не отметить технологию DualSense (используемую в приборах Tango TX1). Она имеет два датчика на один контролируемый газ, с помощью которой качественный уровень надежности прибора и измерений увеличивается в 85 раз.
Но не только шахты газоопасны. Не остановился прогресс и в части стационарных систем газового анализа. Современные технологии затронули не только сенсоры, но и электронную начинку, в частности использование цифровых сигналов, протокола HART. Современные стационарные датчики могут оснащаться 2 сенсорами для одновременного определения 2 газов (например OLCT200 и iTrans2 производства компании «Oldham» (Франция)), беспроводной передачей данных (например OLCT80 Wireless и контроллер МХ43 производства компании «Oldham»). Данные решения позволяют спроектировать и построить стационарную систему газового анализа с учетом сложностей рельефа и наличия коммуникаций, максимально удешевить проект без потери качества измерений и интегрировать систему газового анализа в общезаводскую систему верхнего уровня. Принципы анализа
Все имеющееся сегодня на рынке оборудование по принципу действия можно разделить на три группы. К первой группе относятся приборы, чья работа основана на химических методах анализа с применением вспомогательных химических реакций. Эти приборы относят к объемно-метрическим или химическим, с их помощью определяют изменение объема или давления газовой смеси в результате химических реакций ее отдельных компонентов.
Во вторую группу выделяют приборы, основанные на физических методах анализа, которые также включают вспомогательные физико-химические процессы. Например, с помощью термохимических реакций успешно определяется концентрация горючих газов. Способ основан на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления газовой смеси. Другой способ измерения концентрации газов основан на измерении электрической проводимости раствора, поглотившего смесь. Фотоколометрический метод используется главным образом для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях – сероводорода, окислов азота и других.
К третьей группе относятся приборы, использующие исключительно физические методы анализа. Например, при помощи денсиметрических газоанализаторов по плотности газовой смеси определяется содержание углекислого газа. Магнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большей магнитной восприимчивостью, чем некоторые другие газы. Ультрафиолетовые приборы определяют содержание в смесях галогенов, паров ртути, некоторых органических соединений. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси.
Сегодня наибольшее распространение получили оптические и электрохимические приборы, последние — как наиболее дешевые и простые в использовании. С помощью этих устройств можно контролировать концентрацию газов в режиме реального времени. Однако электрохимические газоанализаторы также имеют и ряд недостатков, среди них, к сожалению, невысокая точность измерения и небольшой срок службы чувствительных элементов. Функциональный разбег
Среди приборов газового анализа по функциональным возможностям можно выделить индикаторы, сигнализаторы и собственно газоанализаторы. Индикаторы дают качественную оценку газовой смеси по наличию контролируемого компонента, происходит это по принципу «много-мало». Как правило, эти приборы отображают информацию посредством линейки из нескольких точечных индикаторов. Если загораются все лампочки, то компонента много, когда горит одна – мало. В эту группу можно отнести и течеискатели, при помощи которых можно идентифицировать место утечки из трубопровода, например газа-хладагента.
Сигнализаторы также дают приблизительную оценку концентрации контролируемого компонента, но при этом имеют один или несколько порогов сигнализации. При достижении концентрацией порогового значения срабатывают элементы сигнализации (оптические индикаторы, звуковые устройства, коммутируются контакты реле). Большие и малые
Газоанализаторы можно назвать вершиной эволюции приборов газового анализа. Они не только дают количественную оценку концентрации измеряемого компонента с индикацией показаний (по объему или по массе), но и могут быть снабжены вспомогательными функциями: пороговыми устройствами, выходными аналоговыми или цифровыми сигналами, принтерами и другим.
Как и большинство контрольно-измерительных приборов, приборы газового анализа отличаются массогабаритными характеристиками и режимами работы. Крупногабаритные газоанализаторы, предназначенные для беспрерывной работы, как правило, являются стационарными. Небольшие портативные приборы предназначены для частных случаев для периодического измерения.
Газоанализаторы могут быть сконструированы для анализа сразу нескольких компонентов. Причем анализ может производиться как одновременно по всем компонентам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора. По количеству каналов измерения приборы газового анализа могут быть как одноканальными (один датчик или одна точка отбора пробы), так и многоканальными. Как правило, количество каналов измерения на один прибор бывает от 1 до 16.
Следует отметить, что современные модульные газоаналитические системы позволяют наращивать количество каналов измерения практически до бесконечности. Для газоанализаторов с датчиком проточного типа (термокондуктометрические, термомагнитные, оптико-абсорбционные) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных устройств – газовых распределителей, которые обеспечивают поочередную подачу пробы к датчику из нескольких точек отбора.
К сожалению, невозможно создать один универсальный газоанализатор, который отвечал бы всем целям газового анализа. Поэтому производители конструируют приборы для решения конкретных задач измерения.
Основные направления использования газоанализаторов — экология и охрана окружающей среды, контроль технологических процессов на производствах, отслеживание промышленных выбросов, определение утечек в холодильном, газовом и вакуумном оборудовании, проведение огневых работ под землей, алкотестеры. Отдельной строкой можно выделить контроль газов в воде и других жидкостях. Рынок
На российском рынке газоаналитического оборудования присутствуют в основном приборы производства России, США, Германии и Франции. Встречаются приборы производства и других стран. Бюджетные модели известных брендов достаточно часто производятся в Китае.
«Российские приборы занимают большую долю рынка в первую очередь из-за достаточно низкой цены прибора, аксессуаров к нему и запасных частей. Что касается качества приборов (в особенности чувствительных элементов) и внедрения новых технологий, то тут отечественная продукция конечно уступает зарубежным приборам. Также следует отметить, что ряд иностранных производителей производит приборы под российскими брендами, фактически осуществляя в России только «финишную сборку», — говорит Игорь Власов, начальник отдела регионального развития ООО НПК «Ольдам» (г. Москва).
Китайская продукция присутствует на российском рынке газоаналитического оборудования, однако на сегодняшний день ее немного, в основном среди бюджетных простых моделей для бытового применения. Также, как писалось выше, часть бюджетной продукции известных производителей собирается на заводах в Китае.
Специалист отмечает и несколько иных моментов. По его словам, во-первых, часть крупных российских предприятий придерживается запрета на закупку китайского оборудования в силу качества, уступающего североамериканскому и европейскому.
А во-вторых, емкость китайского рынка газового анализа превышает емкость рынка российского. Китайцы сегодня в первую очередь нацелены на свой рынок и рынок стран юго-восточной Азии.
Это касается приборов, разработанных в Китае. Что до североамериканских и европейских компаний, то количество оборудования, произведенного на их заводах в Китае, ежегодно увеличивается.
Так что возможно, что рано или поздно потребителю придется столкнуться с ситуацией, давно случившейся в других отраслях производства техники и оборудования, когда вне зависимости от происхождения самой марки, все модели так или иначе поступают из Китая.
Прогресс в области газового анализа очевиден. Новые приборы обладают более точными сенсорами, обладающими большей надежностью и стабильностью показаний. Приборы стали более удобны в обслуживании и эксплуатации. Появился новый сервис по дистанционному контролю за показаниями, а также за состоянием прибора. Новшества позволяют максимально улучшить качество контроля газовой среды в воздухе рабочей зоны, а также максимально упростить и автоматизировать сервисное обслуживание приборов.
В современных переносных приборах газового анализа могут одновременно использоваться датчики разных типов, что позволяет решить вопросы самых требовательных клиентов, таких как лаборатории, газоспасательные отряды. Интеллектуальные датчики позволяют осуществить быструю смену датчика в случае необходимости (например невозможности с ходу определить, какие газы присутствуют в воздухе рабочей зоны). Электронасос прибора и зонды позволяют осуществить забор пробы воздуха дистанционно, т. е. до того, как человек спустился в колодец, емкость и т. п.
«Представляемое нами оборудование производства компании «Industrial Scientific», широко используемое в угольных шахтах, позволяет качественно контролировать уровень опасной загазованности при производстве работ приборами Ventis MX4, — говорит Игорь Кот, генеральный директор ООО НПК «Ольдам» (г. Москва). — После смены с приборов с использованием тестирующей станции DS2 снимаются результаты замеров, прибор тестируется и при необходимости может быть автоматически откалиброван. Использование современных вспомогательных средств позволяет максимально качественно и быстро осуществить все текущее обслуживание».
В качестве примера специалист также приводит прибор МХ6 iBrid. Он позволяет одновременно контролировать до шести газов с использованием термокаталитических, электрохимических, оптических (ИК) и фотоионизационного сенсоров, позволяющих быстро и качественно идентифицировать газовую угрозу для принятия своевременных мероприятий по газовой защите.
Также нельзя не отметить технологию DualSense (используемую в приборах Tango TX1). Она имеет два датчика на один контролируемый газ, с помощью которой качественный уровень надежности прибора и измерений увеличивается в 85 раз.
Но не только шахты газоопасны. Не остановился прогресс и в части стационарных систем газового анализа. Современные технологии затронули не только сенсоры, но и электронную начинку, в частности использование цифровых сигналов, протокола HART. Современные стационарные датчики могут оснащаться 2 сенсорами для одновременного определения 2 газов (например OLCT200 и iTrans2 производства компании «Oldham» (Франция)), беспроводной передачей данных (например OLCT80 Wireless и контроллер МХ43 производства компании «Oldham»). Данные решения позволяют спроектировать и построить стационарную систему газового анализа с учетом сложностей рельефа и наличия коммуникаций, максимально удешевить проект без потери качества измерений и интегрировать систему газового анализа в общезаводскую систему верхнего уровня. Принципы анализа
Все имеющееся сегодня на рынке оборудование по принципу действия можно разделить на три группы. К первой группе относятся приборы, чья работа основана на химических методах анализа с применением вспомогательных химических реакций. Эти приборы относят к объемно-метрическим или химическим, с их помощью определяют изменение объема или давления газовой смеси в результате химических реакций ее отдельных компонентов.
Во вторую группу выделяют приборы, основанные на физических методах анализа, которые также включают вспомогательные физико-химические процессы. Например, с помощью термохимических реакций успешно определяется концентрация горючих газов. Способ основан на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления газовой смеси. Другой способ измерения концентрации газов основан на измерении электрической проводимости раствора, поглотившего смесь. Фотоколометрический метод используется главным образом для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях – сероводорода, окислов азота и других.
К третьей группе относятся приборы, использующие исключительно физические методы анализа. Например, при помощи денсиметрических газоанализаторов по плотности газовой смеси определяется содержание углекислого газа. Магнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большей магнитной восприимчивостью, чем некоторые другие газы. Ультрафиолетовые приборы определяют содержание в смесях галогенов, паров ртути, некоторых органических соединений. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси.
Сегодня наибольшее распространение получили оптические и электрохимические приборы, последние — как наиболее дешевые и простые в использовании. С помощью этих устройств можно контролировать концентрацию газов в режиме реального времени. Однако электрохимические газоанализаторы также имеют и ряд недостатков, среди них, к сожалению, невысокая точность измерения и небольшой срок службы чувствительных элементов. Функциональный разбег
Среди приборов газового анализа по функциональным возможностям можно выделить индикаторы, сигнализаторы и собственно газоанализаторы. Индикаторы дают качественную оценку газовой смеси по наличию контролируемого компонента, происходит это по принципу «много-мало». Как правило, эти приборы отображают информацию посредством линейки из нескольких точечных индикаторов. Если загораются все лампочки, то компонента много, когда горит одна – мало. В эту группу можно отнести и течеискатели, при помощи которых можно идентифицировать место утечки из трубопровода, например газа-хладагента.
Сигнализаторы также дают приблизительную оценку концентрации контролируемого компонента, но при этом имеют один или несколько порогов сигнализации. При достижении концентрацией порогового значения срабатывают элементы сигнализации (оптические индикаторы, звуковые устройства, коммутируются контакты реле). Большие и малые
Газоанализаторы можно назвать вершиной эволюции приборов газового анализа. Они не только дают количественную оценку концентрации измеряемого компонента с индикацией показаний (по объему или по массе), но и могут быть снабжены вспомогательными функциями: пороговыми устройствами, выходными аналоговыми или цифровыми сигналами, принтерами и другим.
Как и большинство контрольно-измерительных приборов, приборы газового анализа отличаются массогабаритными характеристиками и режимами работы. Крупногабаритные газоанализаторы, предназначенные для беспрерывной работы, как правило, являются стационарными. Небольшие портативные приборы предназначены для частных случаев для периодического измерения.
Газоанализаторы могут быть сконструированы для анализа сразу нескольких компонентов. Причем анализ может производиться как одновременно по всем компонентам, так и поочередно, в зависимости от конструктивных особенностей прибора. По количеству каналов измерения приборы газового анализа могут быть как одноканальными (один датчик или одна точка отбора пробы), так и многоканальными. Как правило, количество каналов измерения на один прибор бывает от 1 до 16.
Следует отметить, что современные модульные газоаналитические системы позволяют наращивать количество каналов измерения практически до бесконечности. Для газоанализаторов с датчиком проточного типа (термокондуктометрические, термомагнитные, оптико-абсорбционные) задача многоточечного контроля решается при помощи специальных вспомогательных устройств – газовых распределителей, которые обеспечивают поочередную подачу пробы к датчику из нескольких точек отбора.
К сожалению, невозможно создать один универсальный газоанализатор, который отвечал бы всем целям газового анализа. Поэтому производители конструируют приборы для решения конкретных задач измерения.
Основные направления использования газоанализаторов — экология и охрана окружающей среды, контроль технологических процессов на производствах, отслеживание промышленных выбросов, определение утечек в холодильном, газовом и вакуумном оборудовании, проведение огневых работ под землей, алкотестеры. Отдельной строкой можно выделить контроль газов в воде и других жидкостях. Рынок
На российском рынке газоаналитического оборудования присутствуют в основном приборы производства России, США, Германии и Франции. Встречаются приборы производства и других стран. Бюджетные модели известных брендов достаточно часто производятся в Китае.
«Российские приборы занимают большую долю рынка в первую очередь из-за достаточно низкой цены прибора, аксессуаров к нему и запасных частей. Что касается качества приборов (в особенности чувствительных элементов) и внедрения новых технологий, то тут отечественная продукция конечно уступает зарубежным приборам. Также следует отметить, что ряд иностранных производителей производит приборы под российскими брендами, фактически осуществляя в России только «финишную сборку», — говорит Игорь Власов, начальник отдела регионального развития ООО НПК «Ольдам» (г. Москва).
Китайская продукция присутствует на российском рынке газоаналитического оборудования, однако на сегодняшний день ее немного, в основном среди бюджетных простых моделей для бытового применения. Также, как писалось выше, часть бюджетной продукции известных производителей собирается на заводах в Китае.
Специалист отмечает и несколько иных моментов. По его словам, во-первых, часть крупных российских предприятий придерживается запрета на закупку китайского оборудования в силу качества, уступающего североамериканскому и европейскому.
А во-вторых, емкость китайского рынка газового анализа превышает емкость рынка российского. Китайцы сегодня в первую очередь нацелены на свой рынок и рынок стран юго-восточной Азии.
Это касается приборов, разработанных в Китае. Что до североамериканских и европейских компаний, то количество оборудования, произведенного на их заводах в Китае, ежегодно увеличивается.
Так что возможно, что рано или поздно потребителю придется столкнуться с ситуацией, давно случившейся в других отраслях производства техники и оборудования, когда вне зависимости от происхождения самой марки, все модели так или иначе поступают из Китая.
| Игорь Кот,
генеральный директор ООО НПК «Ольдам» (г. Москва)В первую очередь при выборе газоанализатора надо определиться с базовыми требованиями к нему: какие газы нужно определять и в каких диапазонах. Какой способ забора проб предпочтителен: постоянный диффузионный пробоотбор, принудительный (с использованием электронасоса), комбинированный. В течение какого времени прибор находится в рабочем состоянии, т. е. продолжительность смены.
Наличие или отсутствие требований по взрывозащите, пыле- и влагозащите прибора, воздействия агрессивных сред, температурный режим. Необходимость доукомплектования прибора дополнительными устройствами (зонды, насосы, чехлы, тестирующие станции, калибровочные станции, устройства для передачи данных на ПК и т. п.).
Определившись с базовыми требованиями к прибору газового анализа, можно определиться с тем, какие приборы подходят под них, данная информация присутствует в достаточном количестве в открытых источниках в Интернете, ее могут предоставить торгующие КИПиА организации, представители, дистрибьюторы и дилеры производителей приборов. Лучше, конечно, проконсультироваться со специалистом, а еще лучше, — с двумя-тремя.
Имея названия трех-пяти приборов разных производителей, отвечающих вашим требованиям, сравнить их характеристики, цены на приборы и обслуживание, наличие сервисного центра. Не лишним будет почитать отзывы. |
| Игорь Власов,
начальник отдела регионального развития ООО НПК «Ольдам» (г. Москва)Сегодня в рамках реализации ПРИКАЗА от 20 декабря 2010 года №1158 о внесении изменений в правила безопасности в угольных шахтах, утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 5 июня 2003 года №50, предприятия горно-шахтного сектора используют приборы в соответствии с имеющимися у них опасностями по газу. В большинстве случаев это метан. Также обычно контролируется уровень угарного газа и уровень кислорода. В шахтах, опасных по сероводороду — сероводород. Там, где производятся взрывные работы, — диоксид азота. Где работают машины и механизмы с двигателем внутреннего сгорания – угарный газ, горючие газы, углеводороды. Все индивидуально. Самым распространенным вариантом является использование переносного газоанализатора с диффузионным пробоотбором и функцией одновременного контроля уровней загазованности горючими газами (метаном), угарным газом и контроля уровня кислорода. Шахтные переносные газоанализаторы должны иметь высокий уровень пылевлагозащиты, ударопрочный корпус, оснащаться фильтрующими элементами, иметь хорошую сигнализацию (световой, звуковой сигналы, вибросигнал), батареи с большим запас автономной работы, высокий уровень взрывозащиты. И главное – при всем вышеизложенном быть надежным, компактным и удобным в работе и обслуживании.
Одним из вариантов сочетания таких факторов в одном приборе является Ventis MX4 производства «Industrial Scientific». Данный прибор широко используется в том числе и при проведении горно-шахтных работ (только в шахтах Кузбасса используются более двух тысяч МХ4). |
"Промышленные страницы Сибири" №10 (81) спецвыпуск «Добывающая промышленность» 2013 г. |
|
