Газоанализатор конструкциясы | Скачать Материал

КІРІСПЕ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

I. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1.1 Газоанализатор туралы түсінік және оның түрлері

1.2 Газоанализаторлар түрлерінің техникалық сипаттамалары

II. КОНСТРУКТОРЛЫҚ БӨЛІМ

2.1 Газоанализатор конструкциясы

2.2 Жерасты газ құбырларын (газоанализаторларды) тексеру

III. ЕҢБЕК ҚОРҒАУ ЖӘНЕ ҚАУІПСІЗДІК ЕРЕЖЕЛЕРІ БӨЛІМІ

ҚОРЫТЫНДЫ

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ … … … … … … … . … … …

КІРІСПЕ

Тақырыптың өзектілігі. Қазіргі кезде ғылым қарқынды дамып келеді және соның арқасында түрлi өлшемдер және өлшеу құралдары кең қолданылады. Сондай-ақ адамның жұмыс істейтін барлық саласы өлшеусіз өтпейді.
Технологиялық процестерде пайдаланылатын өлшеу құралдары мен өлшеу әдістерін біріктіретін өлшеуіш техниканың аймағын технологиялық өлшеулер түсінігімен анықтау қабылданған.
Жұмыс істеу принципі мен жұмыс істеу қиындығының әр түрлілігін анықтайтын техникалық өлшеу құралы арқылы өлшеу жүзеге асырылады.
Газ құрамын өлшейтін аспапты газоанализаторлар деп атаймыз. Газоанализаторлар зат мөлшерін немесе газды ортадағы компоненттарды өлшеу, ақпараттын алу үшін қолданылған аспаптар.
Курс жұмысының мақсаты — газ құрамын өлшейтін аспаптардың бірі механикалық, жылулық, магниттік, оптикалық газоанализаторға анықтама беріп, олардың құрылымын жалпы сипаттау болып табылады.
Осы мақсатты орындау барысында төмендегідей міндеттерді шешу көзделді:
oo Газоанализатор туралы түсінікке тоқталу;
oo Газоанализатор түрлеріне сипаттама беру;
oo Газоанализаторлар түрлерінің техникалық сипаттамаларын анықтау.
Курс жұмысының өзектілігі — Өндіріске түскенде маман, өлшеу жұмыстарына тура немесе жанама байланысты болады, көптеген өлшейтін тапсырмалармен кездеседі. Жақсы инженер маманы болу үшін өлшеулердің түрлерін және жолдарын игеру керек. Сонымен қатар, ең алдымен өлшеу әдісін таңдау керек. Себебі, әсіресе өлшеу әдісі және аспаптардың физикалық жұмыс жасау принципі ең тұрақты құрамы болып келеді. Сондықтан бұл тақырыпты игерудің маңызы өте зор.
Зерттеудің тәжірибелік маңызы — курс жұмысы теориялық ақпаратты, сонымен қатар кейбір тәжірибелік кеңестерді, шешімдерді, дәлелдерді қамтиды. Бұл кеңестер болашақ техник-механиктерге септігін тигізіп, өндірісте жұмыс жасағанда анықтамалық құрал ретінде қолданылады.
Қурс жұмысының құрылымы — курс жұмысы кіріспе бөлімінен, негізгі бөлімнен, оның ішінде технологиялық, конструкторлық, есептеу және еңбекті қорғау, сонымен қатар қауіпсіздік ережелері бөлімінен тұрады. Содан соң қорытындыдан, қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмыстың көлемі — 21 бетті құрайды.

I. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

0.1 Газоанализатор туралы түсінік және оның түрлері
Газоанализаторлар дегеніміз газ қоспалары құрамындағы өлшеуге тиісті газдың көлемі мен қоспаның құрамын өлшейтін құралдар. Газ құрамының көрсеткіші мен қосалқы құралдың комплектін газоанализаторлар дейміз.
Газоанализатор өнеркәсіптің әр саласында, газ құрамын анықтауда, көптеген ғылыми зерттеулерде технологиялық процестер үстінде , өрт сөндіретін, қопрағыш жұмыстар атқаратын жерлерде рұқсат етілуге болатын газ көлемін бақылау үшін, жымысшылардың денсаулығына зиян келтіретін жабық бөлмелердегі газ көлемін бақылау үшін, қоршаған атмосфераның құрамын зерттеу үшін қажет.
Газоанализаторлардың жұмыс негізіне газдың жылу өткізгіштік принціпі алынған. газдардың катализаторлардың қатысуымен жануы, инфрақызыл шоқтардың сіңірілуі , термомагниттік конвекция, газдардың хроматографиясы.
Зерттелетін газ қоспалрының түріне байланысты газоанализаторлық құрылымдардың түрлері де өте әртүрлі оларға қойылатын талаптарда әрбасқа: таңдамалылығы, сезгіштігі, дәлдігі, өлшемдерді көрсетуі т.б. Соңғы уақыттарда зерттеудің әртүрлі тәсілдері кезінен қоданылып жүр: қарапайым химиялық әдістен, ең күрделі оптикалық, электроникалық, ультродыбыстың жетістіктерін қолдануға дейін.
Жартылай және толық автоматтандырылған газоанализаторлер 2 топқа бөлінеді: үздіксіз және цикілды. Бұдан басқа да зерттеліне қарай газоанализаторлар механикалық, жылу, магниттік, электрохимиялық, оптикалық, дыбыстық, ультродыбыстық, ионизациялық т.б. болып бөлінеді.
Газоанализаторлар күкірт және көмір қышқылының концетрациясын, кептіру, пісіру камераларында газды ортадағы құрамын бақылау, ағынды газдардың анализдерінің әртүрлі жанармайларды жағу үшін кеңінен қолданылады. Сонымен бірге өндірісте және бөлмелерде газдың жиналған кезде өрт — жарылысын болдырмау, қоршаған ортаны қорғау — күкірт сутегі, күкірт диоксиді SO2, көмір оксиді CO, көмір диоксиді CO2 шекті мән концентрациясын бақылауға қолданылады.
Газ қоспаларын және газ құрамындарының көптігінен газоанализа-торлардың номенклатурасы өте көп. Оларға қойылатын талаптар: дәлдігі және өлшеу сезімталдығы жоғары болу.
Функционалдық бағыты бойынша автоматты және жартылай автоматты газоанализатор екі үлкен топқа жіктеледі: өндірісті және зертханалық.
Жұмыстың режимі бойынша: үзілісіз және циклдік (белгілі уақыт аралығында). Газоанализатордың әрекет принципі бойынша: механикалық, жылулық, магнитті, электрохимиялық, оптикалық.
Механикалық газоанализаторларбақыланатын газ қоспасының қасиетін немесе молекулалы — механикалық параметр жағдайын өлшеуге негізделген.Қазіргі жағдайда тамақ өнеркәсібінде көлемді — жұтылатын, химиялық газоанализаторлар кең тараған.
Жылулық газоанализатор бақыланатын газ қоспасының қысым дәлдігіне тәуелді емес, көп мөлшерді газдың пробасы үзіліссіз өлшеуді талап етпейді. Жіктеледі: термокондуктометрлік, термохимиялық газоанализаторлар.
Термокондуктометрлік газоанализатор бірнеше газ компоненттерінің жылу өткізгіштігінің айырмасына негізделген. Бақыланатын газ қоспасы белгілі қоспа құрамының жылу өткізгіштік эталонымен салыстырылады.
Термохимиялық газоанализатор газ қоспасының анализ құрамында метан, эфир, сутегі, спирт буы, бензин және басқа жанармайлар немесе жарылғыш компоненттер үшін арналған.
Магнитті газоанализатор әртүрлі газ қоспасындағы оттегі концентрациясын анықтау үшін қолданылады.
Электрохимиялық газоанализатор бақыланатын газ қоспасының компонент әрекетімен электролитте өтетін электрохимиялық реакция қолдануына негізделген. Бақыланатын компонентің сезімталдық шегі және жоғары таңдаудың айырмашылығы 1*10-6% құрайды. Жіктеледі:кулонометриялық, полярографиялық газоанализаторлар.
Кулонометриялық, газоанализатордың негізінде бақыланатын заттың электролизінде жүйе арқылы өтетін электр мөлшері немесе тоқ күшінің арасындағы тікелей пропорционалға тәуелді. Газоанализаторлардың әрекет принципі өндіріс бөлмесіндегі ауаны немесе бақыланатын газ қоспасындағы күкірттің аз концентрация қосылысын анықтау үшін қолданылады.
Полярографиялық газоанализатор электролит арқылы үзілісіз ұрдейтін, бақыланатын газды заттың мөлшері қысымға тура пропорционал, электрохимиялық активті заттың құрамында электролиздің электролитіне негізделген.
Оптикалық газоанализатор бақыланатын газ қоспасының концентрациясынан анықталған компонент оптикалық қасиетінің өзгеру тәуелділігін қолдануға негізделген. Оптикалық газоанализаторлар кеңінен қолданылады: инфрақызыл, ультракүлгін, фотоколориметриялық.
Ифрақызыл газоанализатор бақыланатын газдың инфрақызыл сәулені жұту дәрежесінің өзгеруіне негізделген.
Ультракүлгін газоанализатор құрамында хлор, сынап буы, бензол және басқа газдарды өлшеу үшін қолданылады. Бақыланатын газдың ультракүлгін сәуле жұтылуын өлшеуге негізделген.
Фотоколориметриялық газоанализатор арнайы реактив түрлі түсті реакциямен қосылатын әртүрлі газдардың микроконцентрациясын анықтау үшін қолданылады. Аспаптың әрекеті жарық ағынының эталон шамасы, аспаптың боялған, шағылысу нәтижесі жарық ағынның шамасын салыстыруға негізделген. Концентрациядан анықталған компонент газ қоспасынан таңдалған реакция анықталған компонент, реактивпен сіңірген лентадағы бояу қарқындылығының дағы тікелей анықталады. Фотоколориметриялық әдіс өндіріс бөлмесіндегі ауаны және H2S, NO, NO2, SO2, Cl2 үлкен емесмөлшердегіқоспаны анықтау үшін қолданылады.
0.2 Газоанализаторлар түрлерінің техникалық сипаттамалары
Газоанализаторлар датчиктен тұрады, соның көмегімен өлшенген компонент электрлік дабылға түрленеді.

1-сурет. ПГА-300 типті газоанализатор

2-сурет. ФСТ-04 типті газоанализатор

Функционалдық бағыты бойынша автоматты және жартылай автоматты газоанализатор екі үлкен топқа жіктеледі: өндірісті және зертханалық.

Жұмыстың режимі бойынша: үзіліссіз және циклдік (белгілі уақыт аралығында).
Газоанализатордың әрекет принципі бойынша: механикалық, жылулық, магнитті, электрохимиялық, оптикалық.
Магнитті газанализаторлар
Олардың жұмыс істеу принципіне әр түрлі анализдеуші қоспаның анықталатын компоненті мен магнитті өріс арасындағы байланыс жатады.
Магнит өрісіне жұтылатын газдар парамагнитті, ал шығатындар-диамагнитті деп аталады.
Газдардың көлемді магниттік қасиеттері олардың магнитті қабылдағыштық деп аталатын көлемімен анықталады. Парамагнитті газдың магнитті қабылдағыштығы оң мәнді, ал диамагнитті газдарда теріс болады. Магнитті қабылдағыштық аддитивті қасиетке ие.
Оттегі және азот оксиді парамагнитті қасиеттерге ие, олардың магниттік
қабылдағыштығы 100 есе басқа газдар мен булардан көп. Көп компонентті қоспаның оттегі концентрациясын есептеу осыған негізделген. 1.1-суретте Термомагнитті газанализатор сұлбасы келтірілген

3 — сурет. Термомагнитті газанализатор сұлбасы

Суретте көрсетілгендер: 1- дайындау блогы; 2- тұрақты магнит; 3-дөңгелек камера; 4-жіңішке шыны трубасы; 5- теңестірілмеген көпір; 6 — потенциометр.
Жұмыс істеу принципі: біркелкі емес электрлік тоқпен қыздырылатын отегінің магниттік қабылдағыштығын түсіру кезінде жоғары магниттік өрістен төменгі магниттік өріске бағытталған газдар қоспасының қозғалысы өткізгіштің магниттік өрісінде пайда болады. Анализденуші газ 1 дайындық блогынан 3 дөңгелек камераға өтеді. R1 және R2 жылы шығындаушы терморезистормен оралған 4 с жіңішке шыны трубкалы камера диаметр бойынша орнатылған. Егерде анализденуші қоспада оттегі болмаса, онда горизонтальды орналасу кезінде газ ағыны болмайды.
Егер анализденуші қоспада 2 O оттегі болса, ол трубаның сол жағындағы тұрақты магниттен туындайтын магниттік өріске жұтылады. Кейін 2 O оттегі Кюри (~80 0С) жоғарғы шегіне дейін R1 терморезисторымен қыздырылады, осыдан оттегі магниттік қасиетін жоғалтып, диамагнитті және магнит өрісінен шығарылады.
Газ ағынының 4 трубкасында магнитті жел пайда болады. 4 трубкасында газ шығыны шығын өлшегішпен өлшенеді. Оттегінің 2 O көлемді концентрациясын анализденуші қоспада өлшеп, анықтайтын 5 көпір балансы болып табылады, ал тіркеуші потенциометр 6.
Өлшеу диапазоны 0 — 1%дан 0 — 100% дейін. Дәлдік классы: 2,5 — 5. Реакция уақыты -120 сек.
Оптикалық газанализаторлар
Анықталынатын компонент концентрациясы газ қоспасындағы оптикалық қасиеттерінің өзгеруімен өлшенеді, олардың қатарына сыну көрсеткіштері, спектральды жұту мен сәулелену, спектральды тығыздық және т.б. жатады.
Оптикалық газанализаторларды үш топқа бөлсек болады:
— инфрақызыл және УФ — жұту;
— спектрофотометрикалық;
— фотокалориметрикалық.
Оптикалық газанализаторлар үлкен шешу қасиетіне ие, осыған байланысты олар өртке қауіпті және токсинді микроконцентрация анализі үшін өнеркәсіптік газдарда қолданылады.
Әр газ нақты жұту спектрімен сипатталады: өзінде екі немесе одан да көп атомдар сақтаушы газдар (СО, СО2, СН4, NН3) өздерінің ИҚ спектр аймағында жұту спектріне ие. Біратомды газдар УФ спектр аймағында жұту спектрімен сипатталады.
Жылулық газоанализатор бақыланатын газ қоспасының қысым дәлдігіне тәуелді емес, көп мөлшерді газдың пробасы үзіліссіз өлшеуді талап етпейді. Жіктеледі: термокондуктометрлік, термохимиялық газоанализаторлар.

4- сурет. Термокондуктометрлік газоанализатордың газ қоспасын өлшеу түрлендіргішінің сұлбасы

1 — Сүзгі
2 — Бұрағыш
3 — Газдың шығынын реттеу
4 — Өлшеу блогі
5 — Жұмысшы камера
6 — Салыстыру камерасы
Термокондуктометрлік газоанализатордың әрекет принципі бірнеше газ компоненттерінің жылу өткізгіштігінің айырмасына негізделген. Термокондуктометрлік газоанализатор бақыланатын газ қоспасы сүзгі арқылы өтеді, онда майы, ылғалы, шаңы тазартылады. Содан кейін бұрағыштың көмегімен қысымы азайтылады, азайтылған газ қоспасы ротаметрлік газдың шығыны реттеліп бақыланатын газ өлшеу блогына беріледі. Өлшеу блогында жұмысшы және салыстыру камералары бар. Жұмысшы камера ағынды, ал салыстыру камерасы ағынсыз. Өйткені салыстыру камерасы құрғақ ауамен толтырылған. Белгілі қоспа құрамының жылу өткізгіштік эталонымен салыстырады.
Термохимиялық газоанализатор газ қоспасының анализ құрамында метан, эфир, сутегі, спирт буы, бензин және басқа жанармайлар немесе жарылғыш компоненттер үшін арналған.
Магнитті газоанализатор әртүрлі газ қоспасындағы оттегі концентрациясын анықтау үшін қолданылады.

I. КОНСТРУКТОРЛЫҚ БӨЛІМ

0.3 Газоанализатор конструкциясы
Екі фотоэлементті фотовольтаикалық схеманы қолданатын газ анализаторының конструкциясы фотокеллалық контурды бір фотоселемен қолданатын газ анализаторының конструкциясына қарағанда қарапайым. Бір немесе басқа фотоэлектрлік тізбекті қолданудың орындылығы рұқсат етілген өлшеу қателігіне байланысты және газ қоспасының құрамдас бөлігінің концентрациясын өлшеудің жоғарғы … жалғасы