|
|
Навигация:  Газоиндикаторы и газосигнализаторы
Газоиндикаторы и газосигнализаторы Газоиндикаторами называются приборы и приспособления, при помощи которых определяют содержание горючих газов в воздухе помещений и этим устанавливают наличие утечек газа из газопроводов. Наиболее простым газоиндикатором, применяемым для определения горючих газов, имеющих в своем составе окись углерода, является белая промокательная бумага, смоченная раствором хлористого палладия и помещаемая в стеклянную трубочку длиной в 10—12 см. Трубочку подвешивают в колодце, контрольной трубке или помещении так, чтобы воздух обтекал ее. Потемнение бумаги за время до 20 мин. свидетельствует о наличии окиси углерода. На свойстве потемнения палладиевой бумаги основан принцип работы газоиндикатора Новицкого, показывающего количество окиси углерода, содержащееся в воздухе. Для определения наличия горючих газов в воздухе большое распространение получил переносный газоиндикатор ПГФ-11, общее устройство которого представлено на рис. 148. Действие индикатора основано на изменении электрического сопротивления спирали из платиновой проволоки при повышении ее температуры в результате сжигания вокруг нее газовоздушной смеси. В корпусе прибора имеются две камеры — измерительная 3 и сравнительная 2, в которых расположены спирали из платиновой проволоки. В сравнительной камере спираль постоянно находится в атмосфере воздуха, а измерительная камера через трехходовой кран может быть заполнена пробой исследуемой газовоздушной смеси. Заполнение камеры газовоздушной смесью производится при помощи перемещения поршня насоса, приводимого в движение рукой через шток с рукояткох в виде кольца. Обе спирали включены в электрическую схему газоинднкатора, называемую мостиком Уитстона, питаемую от электрической батареи карманного фонаря КБС-х-55. В схему включен и указатель газоиндикатора. При замыкании электрической цепи и наличии «чистого» воздуха в измерительной камере обе спирали будут одинаково нагреты протекающим по ним электрическим током и их электрическое сопротивление будет равным. В этом случае стрелка указателя газоиндикатора должна оставаться на нуле. Если же в измерительную камеру прибора засосать пробу воздуха, содержащего в себе горючие газы, в камере произойдет их сгорание на разогретой нити спирали, в результате которого повысится температура спирали и ее сопротивление. Теперь сопротивление спиралей станет различным и вызовет потерю электрического равновесия в схеме прибора и отклонение стрелки указателя прибора, по величине которого определяются концентрация газа в приборе. Температура накала нити спиралей для газов, богатых водородом, устанавливается регулятором в 320 °С, а для газов, богатых метаном, в 480 и 640 °С, в зависимости от концентрации газа в воздухе. Относительно низкая температура накала нити объясняется тем, что платина является катализатором, т. е. обладает способностью усиливать, ускорять процесс горения газа. Производить анализ газовоздушной среды непосредственно в загазованном помещении газоиндикатором ПГФ-11 недопустимо, так как вследствие накала нитей прибор является взрывоопасным. Взятие пробы в таком случае производится при помощи заборной резиновой трубки, надеваемой на наконечник, расположенный с правой стороны трехходового крана.
Рис. 1. Газоиндикатор ПГФ-11: В зависимости от положения трехходового крана в измерительную камеру может быть подсосана не только газовоздушная смесь из газозаборной трубки, но и «чистый» воздух или оба вместе. В последнем случае произойдет разбавление смеси воздухом в 2, 5 или 10 раз при помощи устанавливаемых в каналах крана шайб с калиброванными отверстиями. Разбавление пробы газовоздушной смеси воздухом применяется при исследовании прибором газовых смесей с высоким содержанием горючих газов. Удаление продуктов сгорания газа из измерительной камеры наружу производится выжиманием их поршнем насоса через канал с выкидным клапаном, расположенный с левой стороны измерительной камеры. На шкале указателя прибора нанесены три реперные точки, обозначенные красными треугольниками для установки токов питания, соответствующих указанным выше температурам накала нитей и называемых соответственно I, II и III реперными точками. При необходимости определить содержание в воздухе, например, природного газа (содержащего метан на 94—98%), поступают следующим образом. 1. Рукоятку переключателя ставят в положение «контроль», включают ток батареи, нажимая кнопку с надписью «накал» и вращают рукоятку реостата 10 с надписью «установка напряжения» до тех пор, пока стрелка указателя не дойдет до реперной точки III, после чего нажатие на копку прекращается. Таким образом устанавливается требуемый ток накала. Переключатель диапазонов 8 должен при этом стоять в положении «предел I». 2. Рукояткой насоса в прибор засасывается чистый воздух, не содержащий горючих газов, затем рукоятку переключателя ставят в положение «анализ» и, нажав кнопку, вращением рукоятки нулевого реостата (реохорда) устанавливают стрелку на нуль, чем проверяется равновесие мостовой схемы прибора; при этом допускается бросок стрелки в стороны до 3 мм с быстрым возвратом на нуль. 3. Трехходовой кран устанавливается в положение входа газа и воздуха, переключатель ставится в положение «предел II», насосом засасывается проба анализируемого загазованного воздуха и нажимается кнопка, после чего по шкале отмечается максимальный отброс стрелки. 4. Если концентрация (содержание) газа по шкале будет небольшая, трехходовой кран 6 устанавливается в положение «вход газа», насосом засасывается новая проба газа, не разбавленная воздухом, и содержание газа определяется так же, как и в первом случае, в положении переключателя 8 на пределе II, а если концентрация все же будет невысока, то на пределе I, чувствительность которого примерно в 5 раз больше предела И. Концентрация газа в пробе определяется по величине отклонения стрелки указателя и при помощи таблицы, помещенной на крышке прибора, дающей значения раздельно для. I и II пределов. Для увеличения срока службы платиновой нити определение содержания метанового газа при концентрациях его более 2,7% также следует вести на более низком накале, соответствующем репер-ной точке II; установка накала на реперную точку II производится так же, как указано в п. 1. Концентрация в воздухе искусственного газа (богатого водородом) определяется по реперной точке I, при этом таблица для определения его концентрации применяется иная, чем для природных газов, так же как и для других газов с иным содержанием метана или воздуха. При больших концентрациях газов в анализируемой смеси она засасывается в прибор при третьем положении трехходового крана 6, при котором смесь разбавляется чистым воздухом в указанных ранее соотношениях, в зависимости от калибра установленных в кране шайб. Установленная в кране шайба дает разбавление пробы в два раза. Минимальная чувствительность прибора 0,2% газа. Максимальная — 4% без разбавления пробы воздухом, а с разбавлением в отношении один к одному — 8%. Чтобы при взятии пробы не забрать случайно паров бензина, концентрация которых исказит результат определения, следует при подозрении на возможность их присутствия в воздухе сделать контрольный анализ с взятием пробы через фильтр из U-образной трубки, заполненной активизированным углем. Для определения малых концентраций горючих газов, содержащих в себе окись углерода, Ленинградским научно-исследовательским институтом Академии коммунального хозяйства разработан газосигнализатор ГС-3 (конструкции инженера Кузьмина П. А. ), действие которого основано на изменении электрического сопротивления платиновой проволоки при сжигании с помощью электрического тока пробы воздуха, содержащее в себе горючий газ. Этот газосигнализатор, имеющийся пока в опытных образцах, может быть установлен в помещении и, работая автоматически, сигнализирует звуковым или световым сигналом при появлении в воздухе самых незначительных концентраций газа, как, например, сланцевого газа в количестве 0,02%. Электрический газосигнализатор типа СГГ-В-2Б московского завода «Электролит» обнаруживает присутствие в воздухе помещения содержание 1% метана и применяется на природных газах, не содержащих в себе окиси углерода. Кроме указанных выше газоиндикаторов и газосигнализаторов, имеются и другие. Проверка отсутствия в воздухе газов может производиться и химическим анализом пробы воздуха при помощи газоанализатора Орса. Если во взятой пробе воздуха после «прокачивания» ее в сосуд с пирогаллолом содержание кислорода окажется не менее 20,9%, можно считать», что воздух не содержит в себе посторонних газов. — Для обеспечения безопасности использования газового топлива необходим регулярный контроль за содержанием газа в воздухе и своевременное обнаружение мест утечек газа. Наиболее распространенным и простым способом определения наличия газа в воздухе является контроль по запаху. Однако более надежным является определение газа с помощью газоанализаторов и газоиндикаторов. Газоанализаторами называют приборы, с помощью которых определяют количество каждого компонента, входящего в состав газа. Газоиндикаторы позволяют определить содержание в воздухе одного или общей суммы нескольких газов. Действие этих приборов основано на изменении физических и химических свойств воздуха при появлении в нем примеси определенного газа. Рассмотрим устройство и принцип работы наиболее распространенных в газовом хозяйстве газоиндикаторов. Газоиндикатор ПГФ. На рис. 1 представлены разрез и электрическая схема прибора ПГФ2М. Электрическая схема прибора представляет собой мостик Уитстона, два плеча которого являются платиновыми спиралями, а два других — постоянными сопротивлениями. Платиновые спирали выполнены из проволоки диаметром 0,05 мм, имеющей сопротивление 0,65…0,02 Ом при прохождении через него тока 10 мА при температуре 20 °С. Действие прибора основано на изменении электрического сопротивления платинового плеча мостика за счет повышения его температуры при сжигании на нем исследуемой пробы газовоздушной смеси. На одну из платиновых спиралей подается чистый воздух, на другую — газовоздушная смесь, в которой определяют процентное содержание газа. Пробу анализируемого газа разбавляют воздухом путем установки трехходового крана в соответствующее положение. При этом возможны следующие положения крана: в первом положении кран соединяет камеру газоиндикатора с газозаборным шлангом, во втором — с окружающей атмосферой и в третьем — с окружающей атмосферой и газозаборным шлангом. Анализируемый газ засасывается в камеру прибора через трехходовой кран, имеющий два штуцера: для присоединения газоразборного шланга и сообщения камеры через отверстие с атмосферой. В обоих отверстиях втулки крана установлены калиброванные диафрагмы с определенным отношением проходных отверстии. Это позволяет разбавлять пробу газа с воздухом в соотношениях 1:2, 1:5, 1:10, что дает возможность анализировать концентрацию газа, значительно превышающую значение шкалы гальванометра. Для анализа газа, концентрация которого выше, чем концентрации, отвечающие максимальному отклонению стрелки гальванометра, в электрической схеме имеется добавочное сопротивление к гальванометру, позволяющее снизить его чувствительность в 5 раз. Шкала гальванометра имеет три реперные точки, обозначенные красными Треугольниками с индексами I, II и III.
Рис. 1. Газоиндикатор ПГФ2М: Рабочие части прибора смонтированы на панели, прикрепленной к его корпусу. На наружной поверхности панели размещены трехходовой кран, гальванометр, шток насоса, кнопочный переключатель, кнопки реостата (напряжения и нулевого положения приборов), переключатель пределов измерения. Источником питания электрической схемы являются две параллельно включенные батареи карманного фонаря, помещенные в камеру прибора. Напряжение батареи должно быть не ниже 3,7 В. На внутренней стороне крышки помещены правила пользования прибором и пересчетная таблица для перевода отклонений стрелки гальванометра в концентрацию анализируемого газа. Питание моста включается кнопочным выключателем. Для подготовки прибора к работе рукоятку переключателя необходимо поставить в положение «Контроль» и вращением рукоятки реостата с надписью «Установка напряжения» зафиксировать реперную точку. При этом переключатель диапазонов должен находиться в первом рабочем положении. Затем переключатель ставится в положение «Анализ» и в камеру засасывается чистый воздух. Вращением рукоятки нулевого реостата (до совпадения стрелки с нулем) устанавливается равновесие мостовой схемы прибора. После выполнения подготовительных работ можно приступить к анализу. Для этого с помощью насоса в рабочую камеру засасывают пробу анализируемого газа, нажимают кнопку «Накал». По таблице в соответствии с величиной отклонения стрелки определяют концентрацию газа. Прибор после 1000 анализов подлежит контрольной проверке на правильность показаний. Выпускают три модификации прибора ПГФ2М: ПГФ2М-И1А — для количественного определения в воздухе метана; ПГФ2М-ИЗА — для количественного определения в воздухе пропана, этилена и других газов; ПГФ2М-И4А—для определения в воздухе водорода. Прибор взрывобезопасен, что обеспечивается специальными взры-возащитными устройствами. Оптический газоиндикатор ШИ-3. В газовых хозяйствах страны для определения содержания природных и сжиженных газов в воздухе стали наряду с электрическими широко применять оптические газоиндикаторы. К этим приборам относятся шахтные интерферометры для контроля воздуха в шахтах. Принцип их работы основан на явлении интерференции, т. е. усилении или ослаблении однородных световых волн при наложении друг на друга. Контролируемый воздух в приборе находится на пути одного из двух световых лучей, имеющих одинаковые фазы. Действие прибора основано на измерении смещения интерференционной картины вследствие изменения состава анализируемой пробы газовоздушной смеси, находящейся на пути одного из двух-лучей, способных интерферировать. Это смещение пропорционально разности между показателями преломления света газовоздушной смеси и атмосферного воздуха, т. е. пропорционально содержанию метана и углекислого газа в смеси. Интерференционная картина представляет собой белую полосу, ограниченную двумя симметрично окрашенными краями черных полос. Если в газовую и воздушную камеры направить чистый воздух, то интерференционная картина не смещается, а середина левой черной полосы совмещается с нулевой отметкой шкалы, отградуированной от 0 до 6% метана с ценой деления 0,5%. На рис. 2 показана схема действия шахтного интерферометра ШИ-3. От электрической лампочки свет проходит через конденсорную линзу и параллельным пучком падает на зеркало, где разлагается на два интерферирующих пучка. Один пучок лучей отражается от верхней плоскости зеркала и проходит через две боковые полости газовоздушной камеры, заполненные чистым воздухом. Другой пучок лучей отражается от нижней плоскости зеркала, дважды проходит вдоль средней полости камеры, в которую набирается проба анализируемого воздуха. При выходе из газовоздушной камеры эти пучки вновь попадают на зеркало, отражаются от его верхней и нижней плоскостей, сходятся в один пучок, проходящий через призму, затем пучок отклоняется призмой под прямым углом и попадает в объектив зрительной трубки. Подвижная стеклянная призма дает возможность передвигать интерференционную картину вдоль шкалы и устанавливать ее в нулевое положение. Анализируемый воздух засасывается резиновой грушей в прибор, поступает в верхнюю часть патрона, в которой имеется поглотитель углекислоты. Из патрона по трубке воздух направляется в нижнюю часть патрона, в которой имеется силикагель для поглощения паров воды. Далее осушенный и очищенный воздух поступает в среднюю газовую полость газовоздушной камеры и через штуцер выпускается наружу. Таким образом,газовая камера при анализе заполняется контролируемым воздухом, а воздушная линия (лабиринт 10) заполняется чистым атмосферным воздухом. Лабиринт дает возможность поддерживать в воздушной линии атмосферное давление. После 500…600 определений поглотительный патрон для углекислоты необходимо перезарядить, так как углекислота может искажать результаты определения метана.
Рис. 2. Схема действия оптического газоиндикатора ШИ-3: Сигнализатор СТХ-5А. Во многих газовых хозяйствах применяется автоматический переносной термохимический сигнализатор СТХ-5А. Он предназначен для периодического контроля довзрывоопас-ных концентраций горючих газов в воздухе производственных помещений и выдачи сигналов в диапазоне сигнальных концентраций. Диапазон сигнальных концентраций в рабочих условиях составляет 5…50% нижнего предела воспламеняемости горючих газов. Принцип действия сигнализатора основан на термохимической реакции окисления (сгорания) горючих газов на чувствительном элементе, включенном в зону моста. В состав схемы входят: источник питания (два аккумулятора номинальным напряжением 2,5В или батареи типа «Планета-1» или «Планета-2» напряжением. 3,5 В); сигнализатор напряжения, обеспечивающий стабилизацию напряжения источника питания в пределах (1,8±0,1 В); измерительный мост, включающий измерительный и сравнительный чувствительные элементы, расположенные в датчике, и балансовые плечи-резисторы; узел отключения аккумуляторной батареи от нагрузки и выдачи сигнализации по разряду. Работает сигнализатор следующим образом. Измерительный мост сигнализатора питается стабилизированным напряжением. В измерительную диагональ моста включен показывающий прибор с переменным резистором. При сгорании на чувствительном элементе пробы газовоздушной смеси измерительный мост разбалансируется и в его диагонали появляется напряжение постоянного тока, пропорциональное по величине концентрации контролируемых веществ. Как только напряжение разбаланса достигнет определенной величины, стрелка показывающего прибора войдет в сигнальную зону. При входе стрелки показывающего прибора в сигнальную зону необходимо принять меры по выявлению и устранению причин появления опасной концентрации. Если при нажатии кнопки светодиод не загорится, сигнализатор необходимо отправить на перезаряд аккумуляторов. Подготовка сигнализатора к работе производится вне взрывоопасных помещений следующим образом: нажать на кнопку и убедиться, что загорелся светодиод; после того как успокоится стрелка показывающего прибора, установить ее на начало шкалы с помощью резистора; отпустить кнопку и убедиться, что светодиод погас. Похожие статьи: Навигация: Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
|
|
|
|
Информационный сайт о строительных материалах и технологиях. Контакты: Никита Королёв - © 2008-2014 |
© Все права защищены.
Копирование материалов невозможно. |
|