Как работает газоанализатор в квартире
Перейти к содержимому

Как работает газоанализатор в квартире

  • автор:

Как это работает. Газоанализатор

Как это работает. Газоанализатор

Существует множество газов, вредных и даже смертельных для человека. И мы не всегда можем полагаться на наши органы чувств, чтобы обнаружить их − эти газы могут не иметь запаха, вкуса и цвета. С другой стороны, опасные газы могут концентрироваться и там, где человека нет вовсе, приводя к техногенным катастрофам. Для обнаружения таких газов созданы специальные «электронные носы» − детекторы газа, или газоанализаторы.

Про то, откуда появился и как работает этот важный прибор, востребованный и в быту, и в промышленности, – читайте в нашем материале.

Зачем нужна канарейка в шахте

Метан, природный газ без вкуса, цвета и запаха, долгое время был опасным врагом горняков. В больших концентрациях под землей он часто приводил к взрывам. Чтобы обнаружить метан, рудокопы прошлых веков брали с собой в шахту клетки с канарейками. Эти маленькие певучие птички с быстрым обменом веществ чувствовали повышение концентрации газа гораздо раньше, чем человек. Если шахтер слышал, что птичка замолкала, значит, пора эвакуироваться – опасность близко. С тех пор выражение «канарейка в шахте» в английском языке стало обозначать тревожный сигнал.

Canary_coal_mine.jpg
Горный мастер показывает клетку с канарейкой, использовавшуюся для обнаружения угарного газа, 1928 год. Фото: George McCaa, wikimedia.org

Удивительно, но ни в чем неповинные птицы продолжали использоваться в горном деле практически до конца XX века, хотя первые устройства, похожие на детекторы газа, появились еще в 1815 году. Тогда англичане Гемфри Дэви и Джордж Стефенсон придумали безопасные лампы для работы в шахтах, по характеру пламени в которых можно было обнаружить присутствие горючего газа.

Современная эпоха в обнаружении газа началась в 1927 году, когда был изобретен первый газовый детектор. Он мог определять наличие еще одного опасного для горняков газа, такого же безвкусного и бесцветного, как метан, – угарного газа. Создали детектор американцы Чарльз Лоу и Честер Гордон, и его работа была основана на взаимодействии угарного газа и хлорида палладия. Однако первое устройство было дорогим и хрупким, и прошло еще немало лет, прежде чем газовые детекторы распространились повсеместно, а канарейки в шахтах ушли в прошлое. Но надо отдать должное бедным птицам – они спасли тысячи шахтерских жизней.

Какие бывают газоанализаторы

С тех пор было разработано множество технологий и устройств для обнаружения газов, мониторинга и оповещения. Уменьшались размеры приборов, росла их функциональность. Если первые детекторы могли определять только одно вещество, то современные газоанализаторы способны одновременно распознавать целые комбинации газов. По типам они делятся на переносные и стационарные, но основное деление газоанализаторов – по принципу действия: оптические, магнитные, электрохимические, полупроводниковые и т.д.

Оборудование «Росэлектроники» позволит избежать взрывов газа на опасных производствах
Взрывозащищенный газоанализатор «Алмаз-Спектр» для контроля атмосферы на промышленных объектах. Фото: «Росэлектроника»

Как же все-таки правильно называть прибор − детектор газа или газоанализатор? Можно сказать, что детектор газа, или датчик − это чувствительный элемент, определяющий количественный и качественный состав газа. Детектор является компонентом более сложного прибора − газоанализатора, который обрабатывает информацию, передает сигнал опасности и может быть оснащен другими дополнительными функциями.

Детекторы газа и газоанализаторы востребованы в большом количестве областей. В домашнем хозяйстве они следят за утечками газа на кухне, в медицине используются для диагностики больных, в офисах и домах устанавливаются противопожарные датчики дыма и угарного газа. Но основная сфера применения газоанализаторов − это, конечно, промышленность. Это и мониторинг вредных производств, и борьба с утечками, и экологическая безопасность, и многое другое. Газоанализаторы помогают предупредить взрывы газа на предприятиях, а значит, избежать человеческих жертв и вреда для окружающей среды.

Как работает газоанализатор

Сегодня существуют десятки типов газовых датчиков, отличающихся принципом работы. Каждый из них подходит для определенных задач, может применяться в той или иной среде для выявления разных газов.

В составе Госкорпорации Ростех лидером по производству газоанализаторов является холдинг «Росэлектроника». Недавно его санкт-петербургское НПП «Электростандарт» вывело на рынок газоанализатор нового поколения ПГА-600. Этот прибор способен мониторить до шести показателей одновременно. В устройстве применяются оптические, электрохимические и фотоионизационные датчики, причем их состав может варьироваться в зависимости от заказа. На примере этого газоанализатора рассмотрим, как работают те или иные типы газовых датчиков.

«Росэлектроника» выводит на рынок промышленные газоанализаторы нового поколения
Газоанализатор ПГА-600. Фото: «Росэлектроника»

Работа оптических или инфракрасных датчиков основана на измерении оптических свойств газовой смеси. Источник света в датчике подает ИК-лучи, которые проходят через газ, а сенсор фиксирует интенсивность поступающих лучей. Различные газы поглощают свет на определенных длинах волн, и в зависимости от полученного результата формируется выходной сигнал, сообщающий характеристики газа. Такие датчики обычно используются на очистных сооружениях, нефтеперерабатывающих заводах, газовых турбинах, химических заводах и других объектах, где присутствуют легковоспламеняющиеся газы и существует вероятность взрыва. Кроме того, ИК-датчики применяются для анализа выбросов автомобильных двигателей.

В основе электрохимических газодетекторов лежит процесс электролиза. Газ поступает на измерительный электрод, выполненный из благородного металла. При этом высвобождающиеся электроны попадают на референсный или эталонный электрод и формируют постоянный сигнал тока. По величине этого сигнала определяется концентрация детектируемого газа. Электрохимические детекторы используются на нефтепереработке, в газовых турбинах, на химических заводах, в подземных хранилищах газа − там, где нужно измерять предельно допустимую концентрацию токсичных веществ.

Ростех представил универсальный газоанализатор для дроновГазоанализатор для дронов «Шмель», холдинг «Росхимзащита». Фото: Александр Уткин

Принцип работы газоанализаторов с фотоионизационными датчиками (ФИД) основан на измерении тока, полученного в результате ионизации газа фотонами, излучаемыми ультрафиолетовой лампой. С помощью этого метода обычно измеряют концентрацию летучих органических соединений. Преимущество фотоионизации в том, что она чувствительна к низким концентрациям и может применяться для обнаружения широкого спектра веществ. Обычно ФИД используются в промышленной гигиене, для защиты от вредных веществ и для мониторинга окружающей среды.

С помощью этих методов газоанализатор ПГА-600 может измерять в воздухе более десяти параметров, в том числе объемную долю метана, пропана, диоксида углерода, водорода, кислорода, паров бензина и других веществ.

События, связанные с этим

Новинки Ростеха на форуме «Армия-2022»

Военно-воздушные силы России: 110 лет на высоте

Установка газоанализаторов и сигнализаторов загазованности

Газ — элемент многих процессов современной жизни: им отапливают помещения, его используют на промышленных производствах, на нем готовят еду и т.д. Но не стоит забывать, что помимо всех очевидных плюсов у этого ресурса есть и минусы — газ может быть опасен. Поэтому установка сигнализаторов и газоанализаторов — один из действенных методов обезопасить свою жизнь и имущество.

Где правильно установить газоанализатор

Монтаж сигнализирующих датчиков и газоанализаторов — процедура, в ходе которой нужно учитывать разные критерии: тип помещения, его площадь, разновидность газовой смеси и пр. Помимо этого, необходимость установки сигнализаторов и приборов газового анализа может быть как обязательной, так и желательной для разных типов объектов.

Сигнализатор загазованности

Так, например, в частном доме монтаж подобного оборудования не обязателен, но рекомендован, для того чтобы обезопасить здоровье и жилище. В то же время для определения уровня загазованности в котельной или в жилых домах многоквартирного типа, а также на взрывоопасных производствах и заглубленных помещениях подобное устройство непременно должно быть.

Правила и высота установки определяются для объекта в зависимости от его типа и категории. Обычно для разных видов помещений разрабатываются стандарты, требования и методические указания к монтажным работам и выбору приборов. Например, ТУ-газ-86, ВСН 64-86, ГОСТ Р 52350.29.2-2010 и пр.

При проектировании объекта на основании утвержденных норм и руководств определяется, не только тип газоанализатора, но и место его установки. Также в проекте отражаются сведения о том, на какой высоте от уровня пола следует его монтировать. Этот показатель утверждается на основании вида газа, уровень концентрации которого необходимо отслеживать:

  • Для легких газов (например, природный) прибор монтируют над источником;
  • При отслеживании тех газов, которые по плотности примерно равны воздуху — 0,8-1,5 кг/м3, сигнализатор загазованности располагают на высоте источника или немного ниже.
  • Тяжелые газы улавливаются на высоте до 0,5м над уровнем пола.

Подключение датчиков сигнализаторов довзрывных концентраций проводят там, где выделение горючих газов вероятнее всего. Но в любом случае они устанавливаются в радиусе до 10м от источника. Также непременно оборудование должно быть отражено в акте установки.

Как и по какому принципу устанавливаются разные газоанализаторы

После определения места установки газоанализатора в помещении, необходимо разобраться с тем, как смонтировать этот прибор. В данном случае также необходимо опираться на действующие правила установки и на конструктивные особенности оборудования.

Газоанализатор стационарный

  • Установка газоанализатора в производственных помещениях. Приборы должны быть смонтированы возле каждого компрессорного агрегата, насоса или группы насосов. Также во взрывоопасных помещениях должно быть предусмотрено пробоотборное оборудование.
  • Газоанализаторы в заглубленных помещениях. К этому типу относятся объекты водоснабжения, насосные сточных вод, склады, на которых хранятся легковоспламеняющиеся жидкости и пр., где возможно образование горючих паров и токсичных газов. В них также должен быть произведен монтаж хотя бы 1 на 100м2 пробоотборного прибора, но не менее 1 датчика на 1 помещение.
  • Необходимость в устройстве по контролю уровня загазованности в помещениях жилых домов (в квартире, в котельной частного коттеджа, в муниципальных квартирах) на данный момент законом не регламентирована. Однако в соответствии со строительными правилами СП 60.13330.2016 установка сигнализатора загазованности рекомендована в квартирах и в комнатах частного дома, где установлено газовое оборудование: плиты, котлы отопления, колонки и пр.

Кто устанавливает

Вопрос о том, кто должен монтировать оборудование, решается в зависимости от типа объекта и самого датчика. Если планируется установка газоанализатора в квартире или в частном жилье, и при этом конструктивно прибор беспроводной, то строгих требований к установке и схеме расположения нет. То есть его может смонтировать и сам владелец жилья.

Однако если планируется оснащение измерительным устройством объекта, на котором предусмотрена обязательная установка сигнализатора загазованности, то такую операцию способна произвести только сертифицированная в области газоопасных работ организация. То же касается и стационарных газоанализаторов с монтажом клапанов.

Весь монтажный процесс отражается в акте установки. Кроме этого, для подобного оборудования необходима периодическая поверка. Цена такой услуги выстраивается на основании разных факторов, поэтому определяется индивидуально.

На сайте компании СОЮЗ-ПРИБОР представлены разные виды газоанализаторов и сигнализаторов. Если возникли вопросы или необходима консультация в выборе оборудования, можно обратиться к менеджерам отдела продаж по телефону или через форму обратной связи.

Сигнализаторы утечки газа

Сигнализаторы утечки газа

Утечка газа сигнализатор – это прибор, который выполняет функции оповещения о повышенной концентрации газа в воздухе в результате утечки газа. Сегодня сигнализатор пользуется большим спросом у населения потому что последствия газовой утечки могут быть катастрофическими.

Сигнализатор загазованности на угарный газ (CO)

Стационарный сигнализатор загазованности на угарный газ (СО). Возможность подключения внешнего сенсора…

Блок управления - сенсоры CH4 и CO

Блок контроля и управления с ЖК дисплеем для 32-х внешних сенсоров на метан (CH4) и угарный газ (CO)…

RGDME5MP1 NA20

Сигнализатор CH4 + клапан ДУ20

Бытовой комплект для обнаружения утечек сжиженного газа состоит из сигнализатора RGDME5MP1 Beagle и газового…

Типы газовых сигнализаторов

Классификация датчиков утечки теплоносителя осуществляется в зависимости от вида вещества, наличие которого предстоит определять в воздухе:

  • природный;
  • углекислый;
  • угарный.

Универсального прибора для определения концентрации вещества в воздухе не существует, поскольку каждый вид газа обладает уникальными свойствами. Для каждого типа газа нужно выбирать предназначенный для его определения прибор.

Для своевременного обнаружения утечки газа для дома или для квартиры достаточно установки бытового датчика. Это самый простой вид устройств, который способен обнаружить превышение концентрации пропана или метана в воздухе и подать звуковой сигнал тревоги. Устройство выглядит компактно, поэтому его легко можно перемещать и устанавливать в любом удобном месте.

Если возникла необходимость установить подобный сигнализатор на предприятиях, в складских помещениях и производствах, необходимо выбирать приборы промышленного класса.

Классификация бытовых сигнализаторов

На сайте www.kipa.ru или www.seitron.ru представлен широкий выбор бытовых устройств, отличающихся друг от друга по цене, принципу работы и действия. Предлагаем ознакомиться с основными типами классификации:

1. По типу источника питания:

Работу проводных устройств обеспечивает электрическая сеть. Беспроводные сигнализаторы более универсальны, компактны, поскольку могут быть установлены в любом месте, независимо от наличия поблизости электрической розетки, работают по WiFi.

2. В зависимости от методики определения концентрации вещества в воздухе:

Полупроводниковые устройства работают благодаря чувствительному элементу, покрытому окисью металла, который располагается на поверхности

прибора. Элемент поглощает вещество, в результате чего происходит изменение сопротивления полупроводника.

Каталитические датчики измеряют прямое соотношение в воздухе сопротивления и концентрации вещества. Через анализатор пропускается воздушный поток с завышенным показателем количества газа, который возгорается и изменяет сопротивление на платиновой катушке. Измерительный мост второй катушки определяет значительное повышение температуры.

Работа инфракрасных датчиков осуществляется благодаря поглощению чувствительным элементом в инфракрасном диапазоне эталонной и исследуемой волны. Два световых источника излучают свет, который проходит сквозь две среды. Детектор исследует полученные сигналы и определяет уровень концентрации в воздухе вещества.

3. По наличию клапана. Прибор может иметь дополнительный клапан, перекрывающий подачу газа в момент определения утечки. При срабатываении сигнализатора загазованности он отключает газовый клапан при помощи встроенного реле. Для этого при выборе сигнализатора загазованности необходимо выбирать его комплектно с газовым клапаном. В номенклатуре завода производителя Seitron есть очень широкий спектр таких моделей. От бытовых серий типа RGD, до многоканальных систем контроля загазованномти типа RGW32, RGY итд.

Рекомендации по установке сигнализатора утечки газа

Специалисты рекомендуют устанавливать прибор не дальше, чем 1,5 метра от газовой колонки. Если в помещении установлена система охранной сигнализации, выход датчика может подключаться к ее шлейфу. Утечка газа сигнализатор может подключаться к электроклапану подачи энергоносителя.

Бытовые датчики утечки газа: виды, особенности и правила установки

Газификация жилых помещений подразумевает не только тепло и комфорт, но и риски, поскольку газовое оборудование является источником повышенной опасности. Утечки взрывоопасных и горючих газов случаются в результате дефектов трубопровода, неисправности приборов, несоблюдения правил технической эксплуатации и забывчивости людей. Обезопасить себя и соседей помогают бытовые датчики утечки газа — самостоятельные приборы или системы контроля загазованности. Сигнализаторы круглосуточно мониторят чистоту воздуха, а при обнаружении предельно допустимых концентраций газа (ПДК) оповещают пользователей светозвуковым сигналом.

Как работают детекторы утечки газа для дома

Бытовой датчик — это небольшое устройство, которое реагирует на изменения состава воздуха в помещении и подает сигнал. Есть модели с электромагнитным запорным клапаном в комплекте. Одновременно со светозвуковым оповещением, устройство подает сигнал клапану, который перекрывает газ, что предотвращает опасность взрыва или отравления.

В современных моделях также предусмотрена возможность включения принудительной вентиляции и отправки сообщения о превышении ПДК пользователю и аварийной службе. Такие модификации могут интегрироваться в любую экосистему для умного дома.

Конструкция бытовых датчиков утечки газа состоит из следующих элементов:

  • первичный преобразователь — чувствительный элемент, который улавливает и фиксирует концентрации топлива в окружающем воздухе;
  • измеритель — сравнивает показатели чувствительного элемента с допустимыми значениями;
  • блок управления внешним устройством — подает сигнал отсечному клапану;
  • блок питания.

Виды бытовых датчиков утечки газа

Тип контролируемого вида топлива:

  • датчики для контроля содержания природного газа (CH4);
  • угарного газа (CO);
  • углекислого газа (CO₂);
  • устройства комбинированного типа, реагирующие сразу на два или три вида газов.

Комбинированные датчики утечки газа — универсальные устройства, которые обеспечивают максимальную безопасность квартиры или дома.

  • термокаталитический датчик с чувствительным элементом, покрытым катализатором: диоксидом олова, платины, палладия. При попадании целевого газа на рабочий элемент меняется теплоотдача, что приводит к изменению сопротивления катализатора;
  • полупроводниковый бытовой датчик с чувствительным элементом из оксида олова. При увеличении концентрации определяемого горючего или токсичного газа, меняется поверхностное сопротивление полупроводника. Полупроводниковый материал может дополняться различными добавками для увеличения чувствительности сенсоров;
  • электрохимический принцип действия подразумевает заполнение ячейки чувствительного элемента твердым электролитом или в виде раствора. При вступлении в реакцию анализируемого газа, в электролите возникают заряженные ионы, а между электродами начинает протекать электрический ток, пропорциональный концентрации анализируемого компонента в пробе;
  • инфракрасный анализирует изменение длины волны излучения в инфракрасной части спектра. В более современных моделях источником света выступают светодиоды, в старых — вольфрамовые нити.

Инфракрасные датчики часто применяются в промышленном секторе за счет быстрого включения, устойчивости к вибрациям и помехам, высокой точности, прекрасной чувствительности и быстрого отклика.

  • Проводной датчик. Работает от сети 220-230 В. Устройство выполняется в соответствии с установленной технологией, которая препятствуют короткому замыканию при большом количестве газа в воздухе;
  • Беспроводной. Работает от аккумулятора, встроенного в корпус. Прибор потребляет достаточно много энергии и цена беспроводных детекторов утечки газа выше проводных аналогов, поэтому чаще всего такие модели можно встретить быту, а не на производствах.

На какие концентрации реагируют бытовые датчики утечки газа

Величина анализируемого газа в воздухе, при котором срабатывает газоанализатор, практически у всех датчиков бытового типа одинакова:

  • содержание метана — от 0,1 до 1%;
  • пропана — от 0,05 до 0,46%;
  • окиси углерода — от 0,005 до 0,01%.

Данные процентные соотношения в 5 раз ниже предельно допустимого значения, поэтому сигнализатор оповестит пользователя раньше, чем концентрация превысит ПДК.

Как выбрать датчик утечки газа для квартиры и дома

При выборе необходимо учесть следующие характеристики:

  • Вид анализируемого топлива: метан, пропан, угарный газ;
  • Срок эксплуатации. В среднем устройства рассчитаны на 10-15 лет беспрерывной работы;
  • Вид тестирования. Проще всего тестировать приборы, которые проверяются нажатием кнопки. Регулярность тестирования зависит от модели и производителя устройства, но не реже 1 раза в год. Некоторые модификации требуют осмотра не реже 1 раза в полгода;
  • Чувствительность. Оптимальный показатель для метана — 10% НКПР, для окиси углерода — 20 мг на м3;
  • Срок службы сенсоров. Сенсоры служат меньше, чем сам прибор, поэтому его меняют раз в 3—5 лет, в зависимости от модели прибора;
  • Наличие дополнительных функций. В сигнализаторах могут быть предусмотрены дополнительные функции в виде GSM-модуля, блока управления вытяжным вентилятором или дополнительного извещателя.

Цена на бытовые датчики утечки газа зависит от функциональности модели — чем их больше, тем дороже прибор. Также на стоимость влияет вид и точность чувствительности датчика. При выборе более дорогого варианта, пользователь получает удобный в использовании детектор, который максимально снижает риск возникновения аварии. Но и некоторые недорогие устройства также могут прослужить весь срок, указанный производителем.

Более дорогие бытовые датчики утечки газа обладают следующими преимуществами:

  • более точно определяют критическую концентрацию газа в помещении;
  • оперативно оповещают экстренные службы об аварии;
  • сигнализируют пользователю об утечке СМС сообщением или push уведомлением.

Детекторы в низкой ценовой категории могут давать ложный сигнал, например при приготовлении пищи или срабатывать только тогда, когда концентрация газа в воздухе приблизилась к опасной.

Перед покупкой выбранной модели убедитесь, что в паспорте изделия проставлена отметка метрологической проверки. В противном случае это необходимо будет сделать перед вводом прибора в эксплуатацию, что влечет за собой дополнительные расходы.

Как выбрать клапан для датчика утечки газа

Электромагнитный клапан бывает двух видов:

  1. Нормально закрытый (НЗ). Перекрывает газовый поток, если срабатывает сигнализатор или отключается электричество. При подаче электричества на электромагнитную катушку, запорный орган открывает сечение, при отключении тока — закрывает. При повторном появлении напряжения клапан открывается вручную.
  2. Нормально открытый (НО). Срабатывают исключительно по сигналу детектора. Перед эксплуатацией необходимо подать энергию на катушку и взвести клапан. При отключении питания запорный орган не перекрывает сечение.

Клапаны для бытовых датчиков утечки газа бывают ручными и автоматическими. Для частного дома оптимальным вариантом будет модель с ручным возвратом в рабочее состояние.

Параметры выбора клапана:

  • вид топлива: природный, сжиженный, угарный или сухие неагрессивные газы;
  • вид положения клапана;
  • условный диаметр: 1/2′′ (Ду 15), 3/4′′ (Ду 20), 1′′ (Ду 25), 11/4′′ (Ду 32);
  • сила тока: 220-230 В.

Выбор между нормально-открытым и нормально-закрытым клапаном делается по следующим критериям.

Если клапан устанавливается на газовый котел или водогрейную колонку, которые автоматически включаются после повторной подачи электричества, то оптимальным вариантом станет нормально открытый клапан.

Для газовых плит, котлов и колонок, которые работают независимо от наличия электричества, выбирают нормально закрытый клапан. Такое решение будет максимально безопасным, так как без электроэнергии газоанализатор не работает, и квартира остается без защиты. Клапан перекрывает сечение газовой трубы на время отсутствия напряжения в квартире. Чтобы избежать дискомфорта от отсутствия газа и отопления на время отключения электричества, можно подключить датчик утечки газа через источник бесперебойного питания.

Как устанавливаются бытовые датчики утечки газа

Место установки зависит от физических свойств газа. Например, сжиженный газ тяжелее воздуха, поэтому он скапливается внизу. Природный газ легче воздуха и стремится вверх. Соответственно, в первом случае бытовой датчик утечки газа устанавливается не выше 0,5 м от пола, а во втором — на расстоянии 1,5—2 м.

При размещении учитываются также следующие правила:

  • датчики утечки для дома не размещают на газовом оборудовании или в непосредственной близости от них, так как показания будут искажаться из-за открытого огня;
  • детекторы не размещаются в помещении, в котором используются бытовые аэрозоли и быстро испаряющиеся жидкости типа нашатырного спирта.
  • нельзя размещать сигнализатор рядом с окнами, дверями, системами вентиляции, кондиционирования и другим оборудованием, которое создает циркуляцию воздуха.

Датчики утечки газа для дома не устанавливают в шкафах или других закрытых пространствах: без нормального воздухообмена газоанализатор не сможет правильно оценить ПДК анализируемого вещества.

Правила эксплуатации датчиком утечки газа для дома

Эффективная и корректная работа датчика утечки газа для дома зависит не только от грамотного монтажа, но и его корректной эксплуатации:

  • регулярно, но аккуратно протирайте оседающую на прибор пыль, чтобы не испортить чувствительный элемент;
  • не допускайте загрязнения устройства;
  • проводите тестирование в сроки, установленные производителем модели, но не реже одного раза в год;

Если комплектация детектора предусматривает наличие отсекающего клапана, не забывайте возвращать его в рабочее положение.

Товар добавлен в корзину

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *