Устройства для отбора проб воздуха

Основным способом отбора проб исследуемого воздуха является пропускание его через сорбционное устройство с помощью побудителя расхода с определенной скоростью, регистрируемой расходным устройством (ротаметром, реометром, газовыми часами). Для удобства отбора проб в производственных условиях широко применяют аспирационные устройства, включающие побудитель расхода и расходомерное устройство.

Устройства классифицируют по:

1) расходу воздуха – мало- и высокорасходные;

2) источнику энергии – сетевые, аккумуляторные, универсальные, ручные;

3) объекту – устройства для газовых и аэродисперсных систем;

4) степени автоматизации – ручного управления, полу- и автоматические;

5) количеству одновременно отбираемых проб – одно- и многоканальные;

6) условиям эксплуатации – стационарные, переносные и индивидуальные пробоотборники.

К побудителям расхода, являющимся составной частью аспирационных устройств и в основном характеризующимся производительностью и создаваемым разрежением, относятся:

• мембранные насосы (8 дм3/мин);

• ротационные воздуходувки (на малые расходы);

• диафрагменные насосы.

Побудители предназначены для подачи пробы газа, который должен быть очищен от механических примесей

с размером частиц более 20 мкм, иметь температуру от 273 до 323 К (от 5 до 50°С), относительную влажность до 80% и не вызывать коррозию стали, сплавов, резины, лавсановой пленки, фторопластов и др. (в зависимости от типа побудителя расхода).

К расходомерам относятся:

• ротаметры, которые наиболее целесообразно применять в переносных пробоотборниках (ротаметры с поплавком, перемещающимся вдоль длинной колебательной трубки);

• тахиметрические расходомеры, в которых измеряется скорость вращения ротора, диска или другого объекта, установленного в потоке и получающего вращательное движение в зависимости от скорости потока. Достоинства – большой диапазон измерения и малая погрешность;

• тепловые расходомеры, работа которых основана на измерении эффекта теплового воздействия на поток воздуха или на соприкасающееся с ним тепло. В них расход газа измеряется либо по скорости охлаждения нагретого чувствительного элемента (термопары), либо по изменениям температуры потока при постоянном подогреве газа;

• вихревые расходомеры, в которых газовый поток вращается вокруг центральной оси, а образующиеся вихри воспринимаются чувствительными элементами.

Пробоотборные устройства, предназначенные для отбора проб газов, паров и аэрозолей в любые поглотители с гарантированной нормой точности, должны отвечать требованиям ГОСТ 14921–78 "Газы углеводородные сжиженные. Методы отбора проб".

На стадии подготовки проб, как правило, не требуется технических средств, так как обычно для этих целей применяется типовое лабораторное оборудование.

Важнейшая стадия технологического цикла экоаналитического контроля воздушной среды – количественное измерение, проводимое на универсальном лабораторном оборудовании с помощью различных измерительных средств.

Средства контроля воздушных и других газообразных сред подразделяют:

• на системы (комплексы);

• приборы;

• другие технические средства контроля загрязнения (ТСКЗ) воздушного бассейна, группирующиеся по особенностям анализируемой воздушной среды следующим образом:

– ТС КЗ атмосферы;

– ТСКЗ воздуха населенных мест и жилых помещений;

– ТСКЗ воздуха рабочей зоны и производственных помещений;

– ТСКЗ выбросов и паровоздушных смесей, поступающих в атмосферу.

По степени автоматизации средства контроля воздушных и других газообразных сред подразделяются на автоматические газоанализаторы и газосигнализаторы и неавтоматические приборы и другие средства контроля.

В настоящее время более всего распространены автоматические газосигнализаторы, которые постепенно замещаются газоанализаторами. Также применяются неавтоматизированные ТСКЗ на основе индикаторных трубок, полуколичественных экспресс-тестов, индикаторных бумажек, пленок и т.д. Они чаще всего используются при полевом контроле "на месте" для решения первой задачи в технологической цепочке – "поисковой", а также для предварительных и весьма приблизительных ("полуколичественных") измерений.

Всего в госреестре СИ зафиксировано более 150 марок отечественных (35%) и импортных (около 65%) газоаналитических приборов, являющихся аттестованными СИ. Они могут быть сгруппированы следующим образом:

• промышленные газоанализаторы – более 60 (> 40%);

• анализаторы атмосферного воздуха – около 50 (30%);

• газоанализаторы транспортных выбросов – около 20 (13%);

• аппаратура контроля пыли и дымности – около 20 (13%);

• иные (экспресс-определители и др.) – более 5 (около 4%).

Среди промышленных газоанализаторов чаще применяются автоматические приборы, предназначенные для контроля воздуха в помещениях рабочей зоны, а также выбросов различных производств и теплоэнергетических установок для следующих загрязняющих веществ:

1) СО – >16 типов приборов;

2) SО2 – около 15 типов;

3) NO – около 14 типов;

4) NО2 – примерно 8 типов;

5) О2 – около 7 типов;

6) СО2 – около 5 типов;

7) H2S – около 6 типов;

8) суммы оксидов азота NOx – примерно 4 типа;

9) Cl2, NH3 – примерно по 2 типа;

10) органических и других веществ – несколько типов. Анализаторы атмосферного воздуха в наибольшей степени ориентированы на контроль:

• S02 (30%);

• NOx и Hg (по 23%);

• О3 (18%), а также H2S, CS2, NH3, УВ-газы (углеводороды), пыль.