Виды газоанализаторов
Основные понятия анализаторов, общие и конструктивные требования к ним. Виды газоанализаторов: лазерный, оптико-акустический, мультисенсорный и сенсорный селективный. Газоанализаторы для охраны труда на предприятиях технического обслуживания транспорта.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.05.2015 |
Размер файла | 6,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
потребляемая мощность 5 Вт
габаритные размеры 210x110x80 мм
масса прибора 1,5 кг
Прибор селективен к сероводороду.
Срок службы чувствительного элемента при непрерывной работе составляет не менее трех лет, если измеряемая концентрация сероводорода не превышает 0,1 ррm. Высокая чувствительность прибора позволяет использовать его также для обнаружения сероводорода, растворенного в воде; при этом датчик размещают над поверхностью воды.[5]
7. Газоанализаторы для охраны труда на предприятиях технического обслуживания транспорта
Во время работ по техобслуживанию транспорта в воздух производственных помещений выделяются различные вредные вещества, опасные для здоровья работников. По закону, вещества I класса опасности должны контролироваться автоматическими газоанализаторами с сигнализацией. Точность существующих анализаторов выхлопных газов для воздуха рабочей зоны недостаточна. С этой целью разработаны газоанализаторы ГАНК-4, соответствующие принятым стандартам.
При техническом обслуживании транспорта, работающего на углеводородном топливе (автомобили, тепловозы, трактора и т. п.), которое проводится в специально отведенных для этого помещениях, в воздух рабочей зоны выделяется целый ряд вредных веществ. Это, прежде всего, монооксид углерода (СО), углеводороды (СН), диоксид азота (NO2), формальдегид (СН2О). При газовой и электрической сварке выделяются озон (О3), NО2 ,СО, СН; при проведении гальванических работ -- фтороводород (HF), хлороводород (НС1), NO2; при покраске -- ароматические углеводороды, такие как бензол (C6H6), толуол (С7Н8), ксилол (С8Н10). Среди перечисленных веществ есть такие, которые относятся к / классу опасности: СО, NO2, СН2О и др.
При вдыхании СО взаимодействует с гемоглобином. В результате образуется малорастворимое в плазме крови вещество, неспособное переносить кислород, из-за чего нарушается дыхание и кислородный обмен в тканях. Отравление NО2 сопровождается отеком легких, кашлем, рвотой, нарушениями дыхания и аллергическими реакциями. СН2О вызывает раздражение слизистых оболочек и разрушает эндокринную систему.
СН способствуют появлению злокачественных опухолей. Кроме того, все эти вещества не выводятся из организма, а накапливаются в нем, вызывая труднопредсказуемые на ранних стадиях поражения печени и почек. Поэтому при превышении предельно допустимых концентраций для рабочей зоны (ПДКр 3) таких веществ в воздухе рабочей зоны работа запрещена.
Согласно ГОСТ 12.1.005-88 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности", при возможности попадания таких веществ в воздух рабочей зоны должен быть обеспечен непрерывный контроль за их концентрациями с помощью автоматических газоанализаторов. Последние должны иметь световую и звуковую сигнализации о превышении ПДКр 3.
Широко известны газоанализаторы для контроля выхлопных газов автомобильного и железнодорожного транспорта. Однако они не пригодны для контроля воздуха в пределах производственных помещений на некотором удалении от выхлопных труб -- для этого их чувствительность недостаточна. Например, концентрация СО в выхлопных газах порядка 1 %, в то время как ПДКр з СО составляет 0,002 %, т. е. в 500 раз меньше. Измерение столь малых концентраций является сложной научно-технической задачей.
В последнее время разработаны датчики, обладающие необходимой для таких измерений чувствительностью. ВНИИ автомобильной электроники и электрооборудования (ВНИИЛЭ) совместно с ООО "НПО "Прибор "" разработали газоанализатор ГАНК-4-1 (рис.7,1), специально предназначенный для контроля воздуха рабочей зоны в гаражах, помещениях автосервиса и испытательных лабораториях. Габариты прибора 250x200x150 мм, масса 3,5 кг. Имеется как переносной, так и стационарный варианты исполнения прибора. Прибор снабжен электрохимическими датчиками СО и NO2, термокаталитическим датчиком СН и сменными ленточными датчиками аммиака, сероводорода, хлора, НСl, HF, уксусной и синильной кислот, О3 и пыли.
Рисунок 7,1.
Каждый ленточный датчик представляет собой специальную кассету с реактивной лентой, чувствительной к содержанию измеряемого вещества. Ленты представляют собой пористую целлюлозную основу, пропитанную растворами, содержащими вещества -- индикаторы определяемых веществ. Конструктивно предусмотрена возможность установки дополнительных датчиков на другие вещества.
При включении прибора начинает работать микронасос, который просасывает через поры ленты воздух. При этом происходит химическая реакция, приводящая к изменению окраски ленты. Интенсивность окраски и скорость ее изменения зависят от концентрации измеряемого вещества в воздухе. Каждая кассета снабжена электронным запоминающим устройством, в котором записаны результаты калибровки ленты.
Прибор работает полностью автоматически. Он непрерывно контролирует концентрации примесей. При превышении ПДКр з загорается красный светодиод и подается звуковой сигнал. Имеется возможность вывода данных прямо на монитор ПК через порт RS-232.
Кроме того, для контроля содержания СО, СН и NO2 разработан ряд стационарных термоаналитических и электрохимических газоанализаторов ГАНК-4-СО, ГАНК-4-СН и ГАНК-4-NCb (рис.7,2). Это миниатюрные (габариты -- 155*80x60 мм), простые и удобные в обращении приборы, снабженные цифровыми индикаторами, измеряющие концентрации 0,1--9,9 ПДКр з. При превышении 1 ПДКр з замыкаются контакты реле и подается световой сигнал, при превышении 5 ПДКр 3 -- срабатывает второе реле и подается звуковой сигнал. К реле могут быть подключены исполнительные механизмы -- диспетчерский пункт, вентиляция, сигналы оповещения и т. п. Прибор снабжен аналоговым выходом 4...20 мА для связи с ПК или какими-либо КИП.
Рисунок7,2
Приборы ГАНК полностью соответствуют ГОСТ 13320--81 "Газоанализаторы промышленные автоматические: общие технические условия" и делают возможным контроль воздуха рабочей зоны. Их использование позволяет сохранить здоровье работников предприятий техобслуживания автотранспорта. Автоматизация включения вентиляции позволяет экономить электрическую и тепловую энергию, ресурс электрооборудования и воздухоочистителей.[6]
8. Технические характеристики газоанализаторов
8.1 Газоанализатор "СОУ-1"
Принцип работы - электрохимический. Способ забора пробы - диффузионный.
Сигнализатор оксида углерода СОУ-1. Внешний вид и установочные размеры.
В основу принципа действия анализатора положен электрохимический метод. Электрохимический датчик (ЭХД) включает в себя чувствительный элемент-электрохимическую ячейку (ЭХЯ) и плату, на которой расположены терморезистивные цепи, индивидуальные для каждой ячейки и обеспечивающие совместно с устройством аналоговой обработки сигнала компенсацию температурных изменений чувствительности ЭХЯ.
Электрохимическая ячейка является чувствительным элементом сигнализатора и состоит из рабочего электрода, сравнительного электрода и вспомогательного электрода, которые изготовлены путем нанесения металлического катализатора на пористую фторопластовую пленку.
При попадании детектируемого газа через пористую подложку на металлический катализатор рабочего электрода происходит окисление газа с выделением свободных электронов. ЭХЯ формирует токовый сигнал, пропорциональный концентрации измеряемого компонента в воздухе. Электрический сигнал с ЭХД поступает в устройство обработки сигнала, где усиливается и сравнивается с установленным порогом сигнализации.[8 ]
8.2 Газоанализатор "Орт-СО-01"
Сигнализатор окиси углерода "Орт-СО-01". Внешний вид и установочные размеры.
Газоанализатор окиси углерода "Орт-СО-01"(в дальнейшем газоанализатор) предназначен для непрерывного автоматического контроля концентрации окиси углерода в воздухе в условиях открытых пространств в зонах под навесами, в помещениях с нерегулируемыми климатическими условиями объектов общепромышленного назначения, коммунальных хозяйств.
"Орт-СО-01" является стационарным, одноблочным, одноканальным газоанализатором одиночного компонента непрерывного действия с конвекционной подачей контролируемой среды, цифровой индикацией концентрации определяемого компонента, двухпороговой световой и звуковой сигнализацией и выходами для управления цепями (включения/выключения) внешних исполнительных устройств.
Газоанализатор предназначен для эксплуатации в следующих условиях:
температура окружающей и контролируемой среды от -20°С до +50°С;
относительная влажность окружающей и контролируемой среды от 15% до 95%;
атмосферное давление от 84 кПа до 107 кПа (от 630 до 800 мм.рт.ст.);
внешние синусоидальные вибрации частотой от 5 Гц до 35 Гц амплитудой смещения до 0,35 мм.
Устройство и работа анализатора
Чувствительный элемент (ЧЭ) газоанализатора - электрохимический. Принцип действия ЧЭ основан на зависимости величины тока, возникающего в электрохимической ячейке, от интенсивности реакции окисления на поверхности каталитически активного электрода молекул СО, диффундирующих из контролируемой среды внутрь ячейки через пористую мембрану.
В газоанализаторе применяется трехэлектродный ЧЭ, обозначенный на схеме GS. Токовый выходной сигнал ЧЭ, снимаемый с чувствительного электрода "Sensing", поступает на вход операционного усилителя (ОУ) DA1, представляющего собой преобразователь ток-напряжение. Терморезистор R5; включённый в цепь обратной связи ОУ DA1, предназначен для компенсации температурной зависимости чувствительности ЧЭ.
С целью уменьшения нелинейности преобразования и повышения стабильности работы ЧЭ потенциал чувствительного электрода стабилизирован. Это достигается введением в конструкцию ЧЭ третьего (опорного) электрода "Reference" и следящего усилителя DA2, выход которого подключён ко второму электроду измерительной токовой цепи GS - "Counter".
Ключ VT1, управляемый от источника питания замыкает между собой чувствительный и опорный электроды ЧЭ при отсутствии питающего напряжения газоанализатора (в период хранения или при аварийных отключениях сети 220В). Это предотвращает поляризацию электродов GS, что обеспечивает быстрый процесс установления нормального режима работы ЧЭ при включении газоанализатора.
ОУ DA3 осуществляет обработку сигнала в соответствии с выражением:
,
где U3 - напряжение на выходе преобразователя измерительного, В;
К=0,01 Вм /мг - номинальное значение крутизны преобразования;
СВх - действительное значение концентрации СО в контролируемой среде, мг/м3;
С0 - смещение нуля ЧЭ, приведённое ко входу, мг/м3; ДС0(Т) - температурный дрейф нуля ЧЭ, приведённый ко входу, мг/м3;
U0 - напряжение сдвига, приведённое к выходу преобразователя измерительного, для коррекции смещения нуля ЧЭ (т.е. выходного тока GS при Свх = 0), В;
ДUo(T) - напряжение компенсации температурного дрейфа нуля ЧЭ, приведённое к выходу преобразователя измерительного, В.
Для точного сопряжения преобразователя измерительного с конкретным экземпляром ЧЭ в газоанализаторе предусмотрены элементы подстройки R13 "0" - коррекция смещения нуля ЧЭ, R15 "Т" - компенсация температурного дрейфа нуля ЧЭ и R21 "К" - установка номинальной крутизны преобразования.
Выходное напряжение ОУ DA3 подаётся через делитель R14, R15 на АЦП и далее - на СОУ, выполненное на светодиодных индикаторах HG1-HG4, которые представляют текущее значение концентрации Свх в рр или в мг/м3 соответственно при отжатой либо нажатой кнопке переключателя SA1 "ppm-mg/m3".
Воздействие той или иной величины содержания СО компонента в воздухе на организм человека представлено в таблице.
Концентрация СО-компонента в воздухе, ррm |
Симптомы |
|
до 50 |
воздействие в течение нескольких часов не вызывает каких-либо симптомов |
|
100 |
воздействие в течение нескольких часов вызывает легкую головную боль в лобной части |
|
500 |
воздействие в течение 1 часа вызывает головную боль с нарастающей интенсивностью |
|
1 000 |
воздействие в течение 20-30 мин. вызывает головную боль, сопровождающуюся головокружением и тошнотой |
|
4 000 |
возможен летальный исход в течение 1 час. |
Конструктивно газоанализатор выполнен в корпусе состоящем из основания (поз. 1) и верхней крышки (поз. 2). На верхней крышке и в ее полости размещены: чувствительный элемент (поз. 3), фильтр (поз. 4), плата преобразователя измерительного (поз. 5), плата индикатора (поз. 6), переключатель SA1 "ppm-mg/m " (поз. 7), кнопка сброса звуковой сигнализации SB2 "Сброс Фй" (поз. 8), кнопка включения режима контроля SB1 "Пуск" (поз. 9), пьезоэлектрическая сирена ВА1 (поз. 10). Для уменьшения влияния температурных градиентов ЧЭ и элементы R5 и VD1 преобразователя измерительного снабжены термоизолирующей оболочкой (поз. 11). Плата управления (поз. 12) расположена в основании корпуса. Оси потенциометров R13 "0" (поз. 13) и R21 "К" (поз. 14) выведены на лицевую панель газоанализатора и опломбированы самоклеющейся пломбой (поз. 15).[9]
Заключение
Следует заметить, что применение газоанализаторов различно, начиная от изучения состава газа и заканчивая спасением жизни работника от выбросов вредных веществ, и в настоящее время, если хорошо приглядеться, то с легкостью можно обнаружить эти "хитрые" приборы во многих общественных местах, чаще как анализатор дыма, реже как какой-либо анализатор вредных веществ. Подробное описание каждого газоанализатора позволяет нам понять принцип действия и алгоритм работы прибора, но стоить отметить, что для работы с ним следует хорошо знать инструкцию и методы по которым происходят замеры содержания вредных газов в воздухе. Если же пренебречь этими условиями то последствия могут быть различными, а именно от порчи прибора и до отравления человека с последующим летальным исходом. На сегодняшний день существуют и разрабатываются различные газоанализаторы, которые наверняка спасут не одного человека.
Список литературы
1) Приборы и техника эксперимента, 2002г., №3, с. 111-114.
2) Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2002г., №9, с. 38-41.
3) Зубков М.В., Локтюхин В. Н., Совлуков А.С., "Датчики и измерительные преобразователи для контроля окружающей среды": учебное пособие; Рязан. гос. радиотехн. ун-т. Рязань, 2009, 64с.
4) Приборостроение, 2002г., №3, с. 52-54.
5) Измерительная техника, 2004г., №6 с. 67-69.
6) Датчики и системы, 2004г., №2, с. 51-52.
7) http://ru.wikipedia.org/wiki/Газоанализатор
8 )Технический паспорт Сигнализатора оксида углерода СОУ-1, руководство по эксплуатации ИБЯЛ.413534.001 РЭ №1855, 1999.
9) Технический паспорт Сигнализатора окиси углерода "ОРТ-СО-01", руководство по эксплуатации ПЛРТ.413534.001 РЭ, 2004.
10) Бублик. Г. Ф.(отв. Ред.) и др. "Приборостроение", Киев: Лыбедь, 1991, 64с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Воздух внутри помещений: методы контроля и очистки. Контроль источника вредных веществ и окружающей среды. Газоанализаторы: применение и их современные виды для контроля состава газовой смеси - универсальные фотометрические жидкостные и ленточные.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 08.01.2010Характеристика основных особенностей применения стандартов нормирования уровня выбросов токсичных газов. Метрологические характеристики газоанализаторов и дымомеров. Анализ выбросов отработанных газов автомобилей, знакомство с главными нормативами.
реферат [35,7 K], добавлен 06.01.2013ОАО "ФСК ЕЭС", его структурные подразделения, их характеристика, основные виды деятельности. Характеристика подстанций "Сыктывкар", "Ухта", "Воркута". Источники и объемы образования отходов, их виды, распределение по классам опасности на подстанциях.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 25.10.2015Понятие и значение животного мира как природного объекта. Общие виды пользования: охота, рыболовство. Государственное регулирование использования. Гуманное отношение к животным. Организационно-управленческие меры охраны животного мира и среды их обитания.
контрольная работа [23,5 K], добавлен 03.03.2013Виды загрязнения окружающей природной среды и направления ее охраны. Объекты и принципы экологии. Природоохранная деятельность предприятий, виды и принципы работы очистного оборудования и сооружений. Система экологических стандартов и нормативов.
реферат [25,5 K], добавлен 14.11.2010Изучение биосферы, как глобальной экосистемы, влияние на нее деятельности человека. Анализ видовой структуры биоценоза. Основные принципы охраны окружающей. Экологические последствия загрязнений, вызванных атомной промышленностью. Методы защиты атмосферы.
контрольная работа [35,9 K], добавлен 01.04.2010Виды загрязнения окружающей природной среды и направления ее охраны. Принципы работы очистного оборудования и сооружений. Объекты и принципы охраны окружающей природной среды. Нормативно-правовые основы ее охраны. Природоохранная деятельность предприятий.
реферат [37,9 K], добавлен 26.04.2010- Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях железнодорожного транспорта
Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях железнодорожного транспорта. Отличительные черты газоочистной установки, пылеулавливающей установки, газо-пылеулавливающей установки. Анализ организованного источника выделения ЗВ.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 11.05.2023 Характеристика, конструктивные особенности трубопроводного транспорта. Влияние нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс, загрязнение рек, водоемов, приземного слоя атмосферы при эксплуатации магистральных трубопроводов, их последствия.
курсовая работа [295,6 K], добавлен 30.08.2009История развития законодательства в области использования и охраны лесов. Виды предпринимательской деятельности в сфере эксплуатации лесных ресурсов и территории. Правовое регулирование рационального использования, охраны и защиты лесов от лесонарушений.
реферат [50,4 K], добавлен 01.11.2011