Оптико-акустические газоанализаторы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание:

Введение

1. Оптико-акустические газоанализаторы

2. Газоанализатор оптико-акустический

3. Оптико-акустический газоанализатор КЕДР-М

3.1 Принцип действия

4. Лазерный Оптико-акустический газоанализатор внутреннего типа

4.1 Применение эффекта

4.2 Реализации эффекта

5. Оптические абсорбционные в инфракрасной области спектра (оптико-акустические) газоанализаторы на СО, СO2, СH4, С2H2

6. Область применения систем газосигнализаторов САКЗ

7. Принцип действия систем сигнализаторов загазованности САКЗ

8. Системы контроля газа САКЗ-МК

9. Системы контроля утечки газа

Заключение

Список используемой литературы



Введение

ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ это приборы, измеряющие содержание (концентрацию) одного или нескольких компонентов в газовых смесях. Каждый газоанализатор предназначен для измерения концентрации только определенных компонентов на фоне конкретной газовой смеси в нормированных условиях. Наряду с использованием отдельных газоанализаторов создаются системы газового контроля, объединяющие десятки таких приборов. В большинстве случаев работа газоанализаторов невозможна без ряда вспомогательных устройств, обеспечивающих создание необходимых титры и давления, очистку газовой смеси от пыли и смол, а в ряде случаев и от некоторых мешающих измерениям компонентов и агрессивных веществ. Газоанализаторов классифицируют по принципу действия на пневматические, магнитные, электрохимические, полупроводниковые и др. Ниже излагаются физические основы и области применения наиболее распространенных газоанализаторов.

Оптико-акустические газоанализаторы. Для контроля состава отработавших газов автотранспорта в процессе эксплуатации разработан оптико-акустический газоанализатор. Ультрамикроконцентрации оксида углерода (II), содержащегося в атмосферном воздухе, также измеряют спектроабсорбционным методом с использованием полосы поглощения СО в инфракрасной области спектра 4,66 мкм, где приемниками лучистой энергии служат герметичные камеры с конденсаторным микрофоном, заполненные газовой смесью из определяемого газа. Такие газоанализаторы называют оптико-акустическими. 



1. Оптико-акустические газоанализаторы

Оптико-акустические газоанализаторы по принятой классификации следует отнести к оптическим. Они основаны на измерении степени поглощения газом прерывистого потока инфракрасной рдиации. Излучения инфракрасной области спектра поглощаются газами, молекулы которых состоят из двух или большего числа различных атомов и ионов. В теплоэнергетике их применяют для измерений СО2; СО; СН4.

Оптико-акустический эффект состоит в следующем: при воздействии на газ (находящийся в замкнутом объеме) прерывистым потоком инфракрасной радиации происходит пульсация температуры, а следовательно, и давления этого газа. Эта пульсация, воздействуя на микрофон, вызывает «звучание» газа.

На рис. 1 приведена принципиальная схема газоанализатора. Инфракрасное излучение от двух источников 1 направляется по двум каналам (рабочему и сравнительному), проходя при этом через обтюратор 2,который шесть раз в секунду прерывает оба потока одновременно. Прерывистые потоки излучения проходят через фильтровые камеры 3 заполненные обычно данной смесью газа, из которой исключен анализируемый компонент. Наличие фильтровых камер обеспечивает уменьшение погрешности за счет возможного частичного наложения спектров поглощения анализируемой и не анализируемой составляющей газовой смеси. Далее поток радиации, направленный по рабочему каналу, проходит рабочую камеру 4, через которую непрерывно пропускается анализируемая газовая смесь. Анализируемая составляющая газа поглощает часть энергии, определяемой поглощающей способностью этого газа. Остаток лучистой энергии после отражения от пластины 5 поступает в правую область луче приемника 6. Лучистый поток, проходящий по сравнительному каналу, после фильтровой камеры 3 попадает в компенсационную камеру 8. Компенсационная камера заполнена анализируемой составляющей смеси. На поверхности этой камеры имеются окна из специального стекла (Li+F) 7 свободно пропускающего инфракрасные лучи. Внутри компенсационной камеры имеется отражательное зеркало, которое направляет лучистый поток в левую область луче приемника 6. Если в правую и левую области луче приемника поступают различные по величине прерывистые потоки излучения, то конденсаторный микрофон 15, помещенный в луче приемнике, создает звуковой сигнал, который после усиления усилителем 14 воздействует на реверсивный двигатель 12. Реверсивный двигатель с помощью редуктора 11 перемещает отражательное зеркало 13 до тех пор, пока поток сравнительного канала не уравняется с потоком, поступающим в луче приемник по рабочему каналу. При равенстве этих потоков звучание микрофона прекращается. Перемещение отражательного зеркала внутри уравнительной камеры вызывает изменение ее объема, т. е. изменение пути движения газа, что приводит к изменению поглощения лучистой энергии. Одновременно с редуктором перемещается движок реохорда 9 вторичного прибора10.

Подобные газоанализаторы выпускают для диапазонов от 0ч1% до 0ч100% по объему анализируемого компонента с основной погрешностью от ±2,5 до ±5% от верхнего предела измерения.

Рис. 1. Принципиальная схема оптико- акустического газоанализатора



2. Газоанализатор оптико-акустический

Газоанализатор оптико-акустический - это автоматический непрерывно действующий прибор, предназначаемый для изучения концентрации одного из компонентов в сложных газовых смесях. 

Среди возможных применений газоанализатора оптико-акустического стоит отметить:

технологический контроль на различных производствах (в т.ч. ацетилена, аммиака, метанола),

оптимизацию процессов горения на основании данных о составе дымовых газов,

контроль содержания в отходящих газах на топливосжигающих установках различных типов (асфальтовых заводов, ТЭЦ, водогрейных котлов) оксида углерода,

научные исследования и проч.

Принцип действия прибора базируется на избирательном поглощении лучистой энергии определяемыми компонентами изучаемой газовой смеси в инфракрасной области спектра. Эта способность присуща всем газам, кроме N2, О2, С12, Н2 и одноатомных газов. Оптико-акустический приемник фиксирует степень ослабления энергии излучения, пропущенного через определенный слой анализируемого газа. Газоанализатор оптико-акустический отображает электрический сигнал, получаемый в результате пульсаций давления газа. Схожие определения:

Термогигрометр беспроводной - это прибор, имеющий своим предназначением круглосуточные (непрерывные) определения и регистрацию температур и влажности воздуха. 

Оптико-акустический (ОА) эффект - генерация акустических волн в веществе в результате поглощения им оптического излучения - был обнаружен Беллом, Тиндалем и Рентгеном в 1880-1881 гг. Вскоре после открытия ОА-эффект был практически забыт, и лишь начиная с 1938 г. М.Л. Вейнгеров, проведя серию экспериментов, дал второе рождение этому эффекту и предложил использовать ОА-эффект для количественного и качественного анализов газовых смесей. В 1968 г. появилось сообщение о создании первого лазерного оптико-акустического спектрометра.

ОА-эффект лежит в основе метода оптико-акустической спектроскопии, которая начала развиваться на основе некогерентных источников излучения еще до изобретения лазеров.

Когда оптическое излучение находится в резонансе с колебательно-вращательным переходом в исследуемом молекулярном газе, процесс преобразования энергии излучения в электрический сигнал состоит из следующих последовательных этапов: возбуждение молекул газа; безызлучательная релаксация возбужденных молекул; нагрев газа; генерация импульса давления; вынужденные колебания мембраны микрофона; генерация электрического сигнала.

До появления лазеров ОА-метод широко использовали для количественного и качественного анализа газовых смесей с помощью газоанализаторов с тепловым источником излучения. Появление лазеров дало новые возможности для совершенствования методов лазерной спектроскопии.

Первичным процессом, определяющим преобразованием энергии лазерного излучения в электрический сигнал, является изменение населенности резонансных (с лазерным излучением) энергетических уровней в молекулах (электронных, колебательно-вращательных, вращательных - в зависимости от области спектра). Колебательно-возбужденные молекулы релаксируют со всех вращательных уровней в основное состояние со скоростью, определяемой наличием трех каналов релаксации - излучательного (радиационная релаксация с вероятностью wR), безызлучательного за счет столкновений в объеме (гомогенная релаксация - вращательная и колебательно-поступательная с вероятностями соответственно безызлучательного за счет релаксации возбуждения на стенке ОА-ячейки (гетерогенная релаксация). Лишь часть колебательно-возбужденных молекул, определяемая вероятностью колебательно-вращательной релаксации, релаксирует с выделением тепла в объеме газа, что вызывает генерацию импульса давления в ячейке ОА-детектора. Точное решение задачи генерации акустического сигнала описывается системой двух уравнений - для отклонений температуры и давления в ячейке от их равновесных значений.

Импульс давления в ячейке ОАД приводит к изменению положения мембраны микрофона и затем к генерации электрического сигнала, снимаемого с детектора.

Уникальные свойства лазерного излучения (высокая спектральная плотность энергии, монохроматичность, возможность плавной перестройки длины волны излучения) позволили разработать детекторы, обладающие высокой чувствительностью и высоким спектральным разрешением. Применение лазерных источников излучения вносит существенные особенности в принципы построения и проектирования соответствующих измерительных схем и приборов.

Все лазерные оптико-акустические газоанализаторы построены по схеме прямого детектирования, в которой детектором поглощенной мощности является сам образец.

Лазерный ОА-метод выгодно отличается от других методов следующими особенностями:

* высокое спектральное разрешение, определяющееся шириной линии лазерного излучения;

* высокая чувствительность по показателю поглощения. Принципиальное ограничение предельной чувствительности определяется тепловыми флуктуациями в исследуемой среде;

* отсутствие сигнала, если спектральная линия излучения лазерного источника находится вне линий поглощения газа (однако следует иметь в виду наличие фонового сигнала, связанного с поглощением излучения окнами и стенками кюветы с исследуемой газовой смесью);

* отношение сигнал/шум увеличивается пропорционально мощности источника. Принципиальное ограничение на мощность налагается лишь явлением насыщения поглощения на исследуемой линии;

* ОА-сигнал пропорционален показателю поглощения газа, что существенно упрощает обработку данных измерения;

* концентрационная характеристика (зависимость амплитуды регистрируемого оптико-акустического сигнала от концентрации газа) линейна при изменении концентрации в пределах 4-5 порядков;

* измеряемая величина (амплитуда колебания давления) является интенсивным параметром образца, т. е. не зависит от его размеров. В силу этой особенности ОА-измерения проводят при малых объеме и длине измерительной камеры;

* шумы приемников из-за высокой спектральной плотности мощности лазерных источников, как правило, не имеют значения. Стабилизация интенсивности лазерного излучения (или нормировка на опорный сигнал) еще более увеличивает чувствительность аппаратуры;

* область, используемых в ОА-газоанализаторах лазерных источников, охватывает спектральный диапазон от УФ- до ИК-области;

* возможность быстрой перестройки длины волны излучения, что позволяет проводить оперативный количественный анализ многокомпонентных газовых смесей;

* малый объем и длина измерительной камеры представляют большие преимущества при исследовании нелинейных эффектов (спектроскопический эффект насыщения, многофотонное поглощение), требующих высокой плотности мощности по сечению лазерного пучка, поддержание постоянного высокого значения мощности на длинной оптической трассе невозможно, а в короткой ячейке ОА-детектора сравнительно легко можно получить интенсивности вплоть до оптического пробоя газа.

Основными недостатками газоанализаторов являются: чувствительность к вибрациям и акустическим помехам, а также зависимость чувствительности ОА-детектора от давления и типа исследуемого газа.

К числу принципиальных особенностей газоанализаторов следует отнести необходимость его калибровки для измерений абсолютных значений показателей поглощения (а значит, и концентраций) газов.



3. Оптико-акустический газоанализатор КЕДР-М Является автоматическим и непрерывно действующим прибором, предназначенным для определения концентрации одного из компонентов в сложной газовой смеси. КЕДР-М может быть использован для: * технологического контроля различных производств, в т.ч. производств аммиака, ацетилена, метанола * оптимизации процессов горения по данным о составе дымовых газов * контроля содержания оксида углерода в отходящих газах топливосжигающих установок различных типов - водогрейных котлов, ТЭЦ, асфальтовых заводов * научных исследований и др. 3.1 Принцип действия Избирательное поглощение инфракрасного излучения определяемым компонентом анализируемой газовой смеси Прибор имеет ряд исполнений, каждое из которых имеет один диапазон измерения одного из измеряемых компонентов (об. доля, %) CO2 0-0,02; 0-0,05; 0-0,1; 0-0,2; 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20; 0-50; 0-100 % CO 0-0,1; 0-0,2; 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20; 0-50; 0-100 % CH4 0-0,1; 0-0,2; 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20; 0-50; 0-100 % C2 H2 0-0,5; 0-10 % SO2 0-0,1; 0-0,2; 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20 % Предел допускаемой основной приведенной погрешности газоанализатора, в % от верхнего предела диапазона измерений ± 4 % для ДИ: 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20; 0-50; 0-100 % CH4 , CO2 , CO   0-10 % C2H2 ± 6 % для ДИ: 0-0,5 % CH4, CO2, CO, C2H2 ± 10 % для ДИ: 0-0,1; 0-0,2 % CH4   0-0,1; 0-0,2 % CO   0-0,1; 0-0,2; 0-0,5; 0-1; 0-2; 0-5; 0-10; 0-20 % SO2 Основные характеристики Время установления показаний 9 с Выходной сигнал 0-5 мА или 4-20 мА (по желанию заказчика) Цифровой выход через интерфейс RS-232 Индикатор цифровой Время прогрева не более 30 мин Прибор выполнен в обыкновенном исполнении и устанавливается во взрывобезопасном помещении Температура окружающего воздуха 5-50 °C Время работы без подстройки не менее 30 сут Питание от сети 220 В 50 Гц Потребляемая мощность 45 Вт Габаритные размеры 180*360*420 мм Масса  12 кг



4. Лазерный оптико-акустический газоанализатор внутрирезонаторного типа

Характеристика

Прибор предназначен для проведения оперативного газоанализа атмосферного воздуха методом оптико-акустической лазерной спектроскопии

Принцип действия газоанализатора основан на генерации акустических волн в воздухе при взаимодействии модулированного лазерного луча с молекулами газовой примеси, поглощающей лазерное излучение на заданной длине волны. Акустические волны преобразуются микрофоном в электрические сигналы, пропорциональные концентрации поглощающего газа. Перестраивая длину волны лазера и используя известные спектральные данные о коэффициентах поглощения различных газов, можно определить состав детектируемой газовой примеси.

Отличительной особенностью данного газоанализатора является совмещение в единой конструкции перестраиваемого волноводного СО2-лазера и прокачного оптико-акустического детектора (ОАД) дифференциального типа. ОАД располагается внутри лазерного резонатора и образует единую конструкцию с лазером. Благодаря этому уменьшаются потери на оптических элементах, повышается мощность внутри рабочего канала ОАД и жесткость всей конструкции. В газоанализаторе используется автоматически перестраиваемый по линиям волноводный СО2-лазер с высокочастотным (ВЧ) возбуждением, в котором импульсно-периодический режим генерации задается модуляцией мощности ВЧ-генератора, что дает возможность оптимизировать энергопотребление путем регулировки скважности импульсов возбуждения. В конструкции используемого ОАД дифференциального типа имеется два резонансных акустических канала, в

которых формируются противофазные акустические волны, что позволяет при введении соответствующей обработки свести к минимуму шумыпри протекании воздуха через каналы.

Данные особенности прибора являются уникальными и в совокупности обеспечивают предельно высокую для оптико-акустических устройств чувствительность детектирования, низкий уровень аппаратурных шумов и относительно малое общее энергопотребление.

Газоанализатор способен регистрировать минимальные коэффициенты поглощения газовых примесей в атмосфере в потоке газа на уровне ~ 5 Ч 10-10 см-1 с высоким быстродействием, присущим оптическим методам газоанализа. Благодаря этим качествам, а также возможности перестройки длины волны лазерного излучения в области 9,3ч10,9 мкм газоанализатор позволяет проводить в реальном времени измерения малых концентраций атмосферных и антропогенных газов (на уровне 1 ppb и менее), таких как С2

Н4, NH3, O3, C6

H6, SO2, SF6, N2

O, CH3

F, CH3

Cl и т.д.,

включая парыряда взрывчатых и отравляющих веществ (всего около 100 веществ).

Указанные свойства позволяют применять прибор для контроля концентраций химических молекулярных соединений в атмосферном воздухе и технологических процессах, проводить анализ выдыхаемого воздуха с целью выявления различных заболеваний и т.д.

4.1 Применение эффекта

Очевидные преимущества ОА-метода в сочетании с использованием достаточно мощных непрерывных перестраиваемых по частоте лазеров делают его особенно привлекательным для решения задач, требующих измерения слабого поглощения излучения молекулярными газами. В первую очередь это касается задач газового анализа при малых и сверхмалых концентрациях молекул в среде.

Вследствие простоты ОА метода лазерный оптико-акустический газоанализатор прост в обслуживании, обладает высокой надежностью, малыми массогабаритными параметрами, низкой стоимостью. Благодаря простой схеме возможны оперативные измерения в реальном масштабе времени, например, при помощи такой системы, установленной на летательном аппарате или на автомобиле.

По сравнению с известными газоанализаторами у ОА газоанализатора выше (в 2-10 раз) чувствительность определения концентрации большинства газовых компонент, точность измерения и селективность.

Оптико-акустический эффект используется при измерении времен жизни возбуждения молекул,в ряде работ по определению влажности и потоков излучения. Отметим, что оптико-акустический эффект возможен так же в жидкостях и твердых телах.

4.2 Реализации эффекта

Прибор предназначен для проведения оперативного газоанализа атмосферного воздуха методом оптико-акустической лазерной спектроскопии. Принцип действия газоанализатора основан на генерации акустических волн в воздухе при взаимодействии модулированного лазерного луча с молекулами газовой примеси, поглощающей лазерное излучение на заданной длине волны. Акустические волны преобразуются микрофоном в электрические сигналы, пропорциональные концентрации поглощающего газа. Перестраивая длину волны лазера и используя известные спектральные данные о коэффициентах поглощения различных газов, можно определить состав детектируемой газовой примеси. Отличительной особенностью данного газоанализатора является совмещение в единой конструкции перестраиваемого волноводного СО2-лазера и прокачного оптико-акустического детектора дифференциального типа. Детектор располагается внутри лазерного резонатора и образует единую конструкцию с лазером. Благодаря этому уменьшаются потери на оптических элементах, повышается мощность внутри рабочего канала детектора и жесткость всей конструкции. В газоанализаторе используется автоматически перестраиваемый по линиям волноводный СО2-лазер с высокочастотным (ВЧ) возбуждением, в котором импульсно-периодический режим генерации задается модуляцией мощности ВЧ-генератора, что дает возможность оптимизировать энергопотребление путем регулировки скважности импульсов возбуждения. В конструкции используемого детектора дифференциального типа имеется два резонансных акустических канала, в которых формируются противофазные акустические волны, что позволяет при введении соответствующей обработки свести к минимуму шумы при протекании воздуха через каналы. Данные особенности прибора являются уникальными и в совокупности обеспечивают предельно высокую для оптико-акустических устройств чувствительность детектирования, низкий уровень аппаратурных шумов и относительно малое общее энергопотребление. Газоанализатор способен регистрировать минимальные коэффициенты поглощения газовых примесей в атмосфере в потоке газа на уровне ~ 5 Ч 10-10 см-1 с высоким быстродействием, присущим оптическим методам газоанализа. Благодаря этим качествам, а также возможности перестройки длины волны лазерного излучения в области 9,3ч10,9 мкм газоанализатор позволяет проводить в реальном времени измерения малых концентраций атмосферных и антропогенных газов (на уровне 1 ppb и менее), таких как С2Н4, NH3, O3, C6H6, SO2, SF6, N2O, CH3F, CH3Cl и т.д., включая пары ряда взрывчатых и отравляющих веществ (всего около 100 веществ). Указанные свойства позволяют применять прибор для контроля концентраций химических молекулярных соединений в атмосферном воздухе и технологических процессах, проводить анализ выдыхаемого воздуха с целью выявления различных заболеваний и т.д.



5. Оптические абсорбционные в инфракрасной области спектра (оптико-акустические) газоанализаторы на СО, СO2, СH4, С2H2

Действие оптико-акустических газоанализаторов основано на способности определяемого газа поглощать инфракрасные лучи. Этой способностью обладают все газы, за исключением одноатомных, а также водорода, кислорода, азота и хлора.

Каждый газ поглощает инфракрасное излучение только в своих, свойственных ему участках спектра. Измерение содержания газа производят на основании оптико-акустического эффекта, который заключается в том, что газ, способный поглощать инфракрасные лучи, при прерывистом облучении в замкнутом объеме (лучеприемнике) периодически нагревается и охлаждается, в результате чего происходят колебания давления газовой смеси. Колебания давления воспринимаются чувствительным элементом-мембраной, которая является одной из обкладок конденсаторного микрофона.

В качестве источника инфракрасного излучения используется хромоникелевая проволока, нагретая до 700…800 °С. Инфракрасное излучение в анализируемую смесь пропускают через окна, изготовленные из синтетического корунда или других материалов, пропускающих это излучение. Прерывание потока излучения производится с частотой 5…6 Гц.

Изменение емкости конденсатора при действии на лучеприемник полного потока инфракрасного излучения в среднем составляет 0,3 пФ при смещении мембраны на 1 мкм. В конструкциях газоанализаторов применены две разновидности схем измерения (рис. 7.4). В одноканальной схеме (рис. 7.4, а) поток от нихромового излучателя, нагретого электрическим током, отражается от параболического зеркала; прямой и отраженный потоки прерываются обтюратором, который вращается синхронным двигателем, проходят через светопровод, рабочую кювету и попадают в приемные камеры оптико-акустического лучеприемника, расположенные в оптической последовательности.

Приемные камеры заполнены определяемым газом в смеси с азотом или аргоном. В первой камере (по ходу потока) происходит поглощение инфракрасного излучения, соответствующего преимущественно центральной полосе спектра, во второй -- началу и концу полосы. Повышение давления дают лишь наиболее сильные линии поглощения центральной полосы спектра, вследствие чего создается перепад давлений в камерах, воздействующий на мембрану.

На выходе микрофона появляется электрический сигнал переменного тока с частотой 12,5 Гц, амплитуда которого пропорциональна содержанию определяемого компонента анализируемой смеси. Сигнал усиливается, выпрямляется усилителем и подается на вторичный прибор. При отсутствии анализируемого газа в рабочей кювете пульсации давлений в камерах лучеприемника выравниваются нулевой заслонкой.

В двухканальной дифференциальной схеме (рис. 7.4, б) потоки излучения поступают в два оптических канала -- в рабочую кювету с анализируемой газовой смесью и сравнительную камеру, заполненную газовой смесью постоянного состава. Фильтровые камеры заполняются неизмеряемыми газами, которые поглощают излучение спектра частот мешающих газов; полоса частот определяемых газов проходит свободно. Прерывистые потоки излучения, сдвинутые по фазе на половину периода оборота обтюратора, суммируются и создают в пространстве над мембраной колебания давления. При равенстве потоков колебания давления не происходит.



6. Область применения систем газосигнализаторов САКЗ

оптический акустический газоанализатор

Обеспечение безопасной эксплуатации газовых котлов, газонагревательных приборов и другой газовой аппаратуры в котельных, газоперекачивающих станциях, производственных и бытовых помещениях.

Применение сигнализаторов газа заметно повышает безопасность эксплуатации газового оборудования и является обязательным в соответствии с предписывающими документами Ростехнадзора.



7. Принцип действия систем сигнализаторов загазованности САКЗ

При повышении концентрации природного (CH4) или угарного газа (CO) в помещении до уровня порога 1, соответствующий сигнализатор газа выдает визуальный и звуковой сигналы, также электрический сигнал для аппаратуры управления. В версиях САКЗ-МК-2, САКЗ-МК-3 этот сигнал поступает на блок сигнализации и управления БСУ или БСУ-К, который в свою очередь также осуществляет световую индикацию (БСУ-К -- и звуковую сигнализацию) и включает вентиляционное устройство. При дальнейшем возрастании концентрация газа, и по достижении порога 2 сигнализация срабатывает аналогично. По этому сигналу БСУ (в модификации САКЗ-МК-2) или БСУ-К (в версии САКЗ-МК-3) подает электрический сигнал на клапан, который перекрывает газоподачу. В версиях САКЗ-МК-1, САКЗ-МК-1-1Т обязанности блока сигнализации и управления в части управления клапаном выполняет сигнализатор газа СЗ-1-1Г, СЗ-1-2Г или СЗ-1-1ГТ.

В системе сигнализации и контроля загазованности САКЗ-МК-3 при срабатывании датчика, свидетельствующем о выходе одного из параметров технологического процесса за допустимый диапазон, неисправности оборудования, пожаре или взломе, блок сигнализации и управления котельной БСУ-К осуществляет выдачу звуковой и световой информации о конкретной причине тревоги, а также закрывает клапан КЗГЭМ-У (кроме случая взлома). Во всех случаях, при перекрытии подачи газа (по сигналам внешних датчиков или по 2-му порогу загазованности) свечение соответствующего визуального индикатора сохраняется после исчезновения аварийного сигнала неограниченно долго (до нажатия кнопки «Сброс»), а это позволяет точно установить причину остановки необслуживаемой котельной.

При наличии в составе системы газосигнализаторов удаленного пульта ПДС, ПД или ПК, располагаемого в месте нахождения дежурного персонала, на нем дублируется аудио и визуальная индикация аварийных ситуаций (в системе САКЗ-МК-3 -- в несколько сокращенном объеме).

Система обеспечивает закрытие клапана при отключении питающей сети. Для устойчивой работы в условиях кратковременных падений сетевого напряжения предусмотрена задержка в несколько секунд.

В системе сигнализаторов газа САКЗ-МК осуществляется проверка целостности всех соединительных кабелей. Есть специальная световая индикация повреждения линий связи: с клапаном на блоке сигнализации и управления, с диспетчерским пультом -- на пульте, при нарушении целостности линии, между сигнализаторами загазованности и блоком сигнализации и управления, система контроля целостности линии реагирует подобно реакции на загазованность с выдачей световой и звуковой сигнализации и перекрытием подачи газа.

При комплектации клапаном с индикацией состояния (КЗГЭМ-УИ) обеспечивается БСУ-К, ПДС, ПД.



8. Системы контроля газа САКЗ-МК строятся на базе следующих изделий

- система автоматического контроля загазованности природным газом типа СЗ-1; 

- система автоматического контроля загазованности оксидом углерода типа СЗ-2; 

- клапаны запорные газовые типов: КЗГЭМ-У, КЗЭУГ, КЗГЭМ-ВД; 

- блоки сигнализации и управления БСУ, БСУ-К; 

- вспомогательные устройства: пульты диспетчерские (ПД, ПДС), пульты контрольные (ПК) и другие.

Часть компонентов элементной базы систем, такие как Система автоматического контроля загазованности и клапаны, некоторые пульты могут применяться самостоятельно вне конфигурации систем.

Также, помимо указанных выше возможностей, система обладает рядом преимуществ, которые позволяют в составе систем контроля газа САКЗ, САКЗ-МК применять нормально-закрытые и нормально-открытые клапана других производителей, наращивать количество подключаемых сигнализаторов для охвата больших территорий.

Для систем газосигнализаторов САКЗ-МК имется возможность подключения пульта диспетчерского по радиоканалу на расстоянии до 200 м. Для удобства использования популярно подключение САКЗ-МК к GSM-извещателю. Применяется в городском хозяйстве, где проблематично прокладывать кабель.

Системы автоматического контроля газа очень просты при монтаже, наладке, обслуживании.

Ряд таких достоинств как: 

- простота конструкции; 

- высокая надежность; 

- комплектность, позволяющая производить полный монтаж «под ключ»; 

- низкая стоимость;

позволяет пользователям систем газовых сигнализаторов выбирать их и в дальнейшем.



9. Системы контроля утечки газа

В данное время очень широко на социально значимых объектах с постоянным проживанием людей таких как общежития, домах-интернатах для престарелых а также общественных столовых и т.д.-, используется система контроля утечки газа. У нас есть большой опыт по установке данного оборудования как в Кабардино-Балкарской Республике, Карачаево-Черкесской Республике, Абхазии. Нами установлены такие системы в общежитиях Университетов, Институтов и колледжей, а также домах для инвалидов и престарелых. В этой области мы можем предложить Вам системы, контролирующие концентрацию газа в воздухе и управляющую запорными клапанами для предотвращения дальнейшей утечки газа и минимизации опасности взрыва. Данная система основана на системе газоанализаторов

Система контроля утечки газа (в дальнейшем ПКУГ) является автоматизированной системой газоотсечения в случае утечки газа в помещениях оборудованных газом, котельных - оборудованных газом: используется для контроля избыточного содержания метана, а так же для выявления опасной концентрации горючих и токсичных газов в воздушной среде рабочих зон.

Рис 2.

Газоанализатор - это измерительный прибор, позволяющий идентифицировать газы, содержащиеся в воздушной среде, а также определить их количественный состав в процентном соотношении, и наблюдать в режиме реального времени на цифровой панели прибора.

Газоанализаторы Хоббит предназначены для выявления опасной концентрации анализируемых им газов в воздухе. Прибор отображает концентрацию определяемых газов на электронном табло и сигнализирует о превышении заданной опасной концентрации. Повышенная концентрация в воздухе горючих газов может привести к взрыву. Превышение предельнодопустимой концентрации токсичных газов может привести к отравлению людей. Газоанализатор Хоббит предназначен для обеспечения безопасных условий труда. Газоанализатор Хоббит измеряет содержание метана в воздухе и сигнализирует об его увеличении выше допустимого предела. Отличается высокой надежностью, удобством в работе, не требует обслуживания, реактивов и расходных материалов. Работоспособность в широком диапазоне температур позволяет использовать данный газоанализатор в неотапливаемых помещениях.

Хоббит-Т может иметь от одного до шестнадцати каналов измерения в зависимости от объекта (количества газового оборудования которые требуют контроля). Уровень концентрации газа отображается на электронном индикаторе, в случае превышения заданного порога срабатывания активируется световая и звуковая сигнализации, и одновременно срабатывает КЗГЭМ (клапан запорный газовый электромагнитный) которым управляет БУК 2.4 (Блок управления клапаном)

Блок управления клапаном БУК 2.4 предназначен для работы в составах систем автоматики и сигнализации при использовании в таковых предохранительно-запорных клапанов КЗГЭМ. Блок рассчитан на подключение датчиков с выходами типа «сухой контакт» или «открытый коллектор» по двум входам. Третий вход предназначен для подключения датчика с выходом типа «активный», с напряжением до 24 В постоянного тока в состоянии логической «1» и не более 0.8 В постоянного тока в состоянии логического «0». Вход имеет входное сопротивление 51 кОм. Сюда может быть подключен и датчик типа «сухой контакт».

Четвертый вход предназначен для подключения датчика с выходом типа «активный», с напряжением 220 В переменного тока. Закрытие клапана производится по наличию активного сигнала датчика на одном или нескольких входах одновременно. При этом каждый вход индивидуально программируется на срабатывание по «замыканию» или «размыканию» сухих контактов и по наличию или отсутствию напряжений.



Заключение

Оптико-акустический метод основывается на следующем физическом явлении. Если газ, способный поглощать инфракрасные лучи, поместить в закрытый объем, и подействовать влиянием потока инфракрасной энергии, то за некоторый промежуток времени газ нагревается до некоторой температуры, которая определяется условиями теплопередачи. Одновременно увеличивается также давление газа. Когда поток прерывается с некоторой частотой при помощи обтюратора, газ в закрытом объеме периодически нагревается и охлаждается, возникают колебания температуры и давления газа, которые могут быть восприняты чувствительным элементом газоанализатора. 

Системы автоматического контроля газа очень просты при монтаже, наладке, обслуживании.

Ряд таких достоинств как: 

- простота конструкции; 

- высокая надежность; 

- комплектность, позволяющая производить полный монтаж «под ключ»; 

- низкая стоимость;

- позволяет пользователям систем газовых сигнализаторов выбирать их и в дальнейшем.



Список используемой литературы

1. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир,1987. 550 с. [Measures R.M. Laser remote sensing . Fundamentals and applications. J. Wiley & Sons, New York, 1984. 510 p.].

2. Пономарев Ю.Н. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т.8. N1-2. С. 224-241.

3. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия межмолекулярных взаимодействий в газах / Ю.Н. Пономарев, Б.Г. Агеев, М.В. Зигрист [и др.] Томск: МГП «РАСКО», 2000. 200 с.

4. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды / В.И. Козинцев[и др.] М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 528 с.

5. Лазерный оптико-акустический анализ многокомпонентных газовых смесей / В.И. Козинцев[и др.] М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 352 с.

6. Основы количественного лазерного анализа / В.И. Козинцев[и др.] М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 464 с.

7. Воскобойников Ю.Э., Преображенский Н.Г., Седельников А.Н. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике. Новосибирск: Наука, 1984, 238 с.

8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979, 288 с.

9. Еременко Л.Н., Козинцев В.И., Городничев В.А. Метод байесовских оценок в задаче лазерного газоанализа // Известия вузов. Физика. 2008. N9. С. 29-35.

10. Преображенский Н.Г., Пикалов В.В. Неустойчивые задачи диагностики плазмы. Новосибирск: Наука, 1982. 238 с.

11. Huang T.S., Barker D.A., Berger S.P. Iterative Image Restoration // Applied Optics. 1975. V.14. N 5, P. 1165-1168.Размещено на Allbest.ru