Основні параметри переносних аналізаторів газу

Якщо казати про тему виявлення, вимірювання концентрації, селективності, тобто реагування на той чи інший вид газу, асоціативне мислення не технічно підкованих громадян відразу звертає їх фокус уваги насамперед у промисловість (хімічні заводи, де є виробництво, перекачування, або поява всіляких газів як побічного продукту), потім у котельню (де природний газ згоряє), і існує ймовірність утворення вибухової суміші за умови порушення техніки безпеки.
Все це правильно. Але ж ми по факту живемо у газовому морі. Тільки замість води нас оточує повітря, тобто суміш газів, з яких головну роль відіграє азот, для нас найважливіший, без якого не було б життя на землі, і чому сприяють рослини за допомогою фотосинтезу, це кисень, необхідний для дихання та насичення тканин киснем та вуглекислий газ, який ми видихаємо, і який є каменем спотикання для всіх промислово розвинених держав світу, які так і не можуть домовитися остаточно про зниження викидів CO2 перед вже навіть не майбутньою, а кліматичною катастрофою, що фактично настала, у вигляді парникового ефекту.

Так що навіть без промисловості, ніщо не заважає нам використовувати переносний газовий аналізатор, для тих чи інших цілей : якщо мова йде про опалювальне обладнання, то для вимірювання концентрації метану, чадного газу, якщо про те, щоб було легше дихати, збереглася продуктивність і комфорт життя це контроль вуглекислого газу, і рівень кисню теж можна (і потрібно) перевіряти.

Які основні параметри

Умови вибуху

Буквально кілька слів з теорії. Для процесу горіння, вибуху необхідне одночасне поєднання кількох компонентів:

• повітря (точніше кисню);
• палива (пального газу);
• джерела займання (це може бути вогонь, електрична іскра, розпечений матеріал та ін.).

Хорошою новиною є те, що поширені горючі гази, наприклад, пропан, метан, утворюють вибухову суміш тільки при досягненні певної концентрації. Якщо, наприклад, кисень відсутній, то навіть якщо, наприклад, приміщення буде повністю заповнене газом, і буде електрична іскра, ніякого вибуху не відбудеться. Причина проста - молекулам газу нема з чим зустрічатися, а саме немає молекул кисню.

А саме це процес з'єднання молекул з утворенням продуктів згоряння і є горінням.
Трохи відвернемося убік, буквально однією фразою, але це не завадить розумінню проблеми. Дрова до речі, коли горять, це фактично з'єднання вуглецю з молекулами кисню. Якщо горіння відбувається за достатньої кількості кисню, утворюється вуглекислий газ, якщо ж повітря мало (немає припливу), то утворюється надзвичайно небезпечний отруйний CO.

Існують і багатофункціональні прилади, що вимірюють кілька газів. Їх ще можна назвати мультигазоаналізаторами. І вигідні вони тим, що зазвичай дешевше за ціною.

Про діапазон вибуху

Якщо діапазон, є як мінімум дві величини? Так і є ! Причому для кожного газу через різну хімічну формулу, діапазон свій.

1. Нижня межа вибуховості (НМВ). Якщо виміряти вміст всіх газів навіть у житловому приміщенні за допомогою дорогих надчутливих приладів, то відкриється багато цікавого. Знайдеться і природний газ і формальдегід (від меблів та інших виробів з дерева, включаючи ДВП, ДСП) і безумовно CO₂, від якого нікуди нам не подітися протягом усього життя і навіть не виключено, що чадний газ ! Ми написали про це докладно, щоб показати, що є безпечні нормативи для життя, так і є мінімальний поріг для вибуху. Поки він не досягнутий, боятися нічого. Звичайно, бажано, щоб різниця між поточною концентрацією пального газу та нижньою межею була якомога меншою. Завершуючи цей пункт, наведемо ще одну аналогію. Навіть не аналогію, а коректно хімічно грамотну фразу. Нижче межі вибуховості, молекул газу настільки мало, щоб вони практично "розмиваються", розбавляються повітрям.
2. Верхня межа вибуховості (ВМВ). А це інша полярність – перебір. Перенасичення. Навпаки, тепер молекул кисню дуже мало, а молекул газу занадто багато. І знову ж таки аналогія. Якщо паливна система двигуна внутрішнього згоряння неправильно налаштована або повітряний фільтр забитий, то перезбагачення суміші призводить до того, що палива занадто багато (водії навіть кажуть – "свічки заливає") і в кращому випадку двигун працюватиме з перебоями, а в гіршому просто не заведеться.

То що і коли мало газу і коли багато, вибух не загрожує? Так точно ! І для кожного газу існують свої цифри концентрації: верхня та нижня. Приклад: для метану 5 % (НГЗ) та 15 % (ВПВ).

А тепер давайте від цих буквально життєво важливих цифр перейдемо до діапазону вимірювання газовим аналізатором. Що буде, якщо вибраний прилад, з датчиком метану, виявить його наявність тільки коли співвідношення досягне 20%? Сенсу в ньому немає! Добре ще, якщо немає джерела запалення. А якщо є? Відбудеться вибух (не дай Боже), а прилад все буде показувати нуль…

Зараз розбираючи питання діапазону вибуховості, ми порушили важливу тему. Ніхто не каже, що слід відстежувати, щоб не перевищити НМВ. Більше того, у деяких галузях це фізично неможливо зробити.
Наприклад газова галузь, де вміст метану значно перевищує НМВ.

І це не є небезпечним. Чому? Тому що ми писали вище про третій компонент для створення умов для вибуху. Це джерело займання. Простіше кажучи, якщо вогню чи іскрового розряду немає, то навіть якщо НМВ буде перевищено, а його буде перевищено і це прописано в технологічних процесах, нічого катастрофічного та аварійного не станеться.
Окрім нафтогазових компаній, перевищення НМВ спостерігається у шахтах. Саме тому насоси, що відкачують шахтні води, випускаються у вибухозахищеному виконанні. А трагедії трапляються тоді, коли глибоко під землею, у вугільних горизонтах, спалахує іскра. Тому і для шахтарів, поряд з інструментами для видобутку вугілля та лампами, обов'язковим атрибутом є аналізатори метану. Його не може не бути.
Він неминучий у видобутку вугілля. Але для цілей безпеки, потрібне найсуворіше дотримання двох умов.