A gázelemzőket, mint speciális berendezéseket a gázkomponensek és -koncentrációk kimutatására és elemzésére, széles körben használják különféle területeken, például az ipari termelésben, a környezeti monitoringban, a tudományos kutatásban és a biztonsági tesztelésben. A folyamatos technológiai fejlődésnek köszönhetően a gázelemzők típusai egyre változatosabbak lettek, hogy megfeleljenek a különböző iparágak és forgatókönyvek speciális igényeinek. Ez a cikk részletesen bemutatja a gázelemzők számos általános típusát és azok alkalmazását.
Hővezető képességű gázelemzők
A hővezető képességű gázelemzők azon az elven működnek, hogy a különböző gázok eltérő hővezető képességgel rendelkeznek. A gázelegy hővezető képességének mérését használják fel bizonyos komponensek tartalmának meghatározására. Az ilyen típusú analizátorok egyszerű felépítésűek, pontos és megbízható adatokat szolgáltatnak, és sokféle gáz mérésére alkalmasak. Használható gyúlékony gázok, például hidrogén és metán alacsony koncentrációinak, valamint különféle gázok, például kén-dioxid, szén-dioxid és ammónia tartalmának elemzésére. Ezenkívül a hővezető gázanalizátorok kromatográfiás analizátorok detektoraként is használhatók más komponensek elemzésére.
Elektrokémiai gázelemzők
Az elektrokémiai gázanalizátorok a gázok összetételét és tartalmát mérik az áramerősség változása vagy a vezetőképes ionok mennyisége alapján, amelyet a gáz kémiai reakciói okoznak a mérőelektródán. Az ilyen típusú analizátorok jellemzően membránszerkezettel javítják a szelektivitást és megakadályozzák a mérőelektróda felületének szennyeződését. Az elektrokémiai gázanalizátorok általános típusai közé tartozik a galváncellás típusú és a potenciosztatikus elektrolízis típusú. A galváncellás típusú analizátor a mért gázt, amely egy membránon keresztül az elektrolitba diffundál, elektrolizálja, és a mért gáz koncentrációját a keletkező elektrolitikus áram mérésével határozzák meg. A potenciosztatikus elektrolízis típusú analizátor adott potenciált helyez az elektródára, aminek következtében a mért gáz az elektróda felületén elektrolízisen megy keresztül, és a mért gáz elektrolitikus potenciálját az elektródára adott potenciál mérésével határozzák meg.
Infravörös abszorpciós elemzők
Az infravörös abszorpciós analizátorok a különböző hullámhosszú infravörös sugárzás különböző gázkomponensek általi szelektív elnyelésének elvén működnek. Ennek az abszorpciós spektrumnak a mérésével meg lehet különböztetni a gáz típusát, míg az abszorpciós intenzitás mérésével a mért gáz koncentrációját. Az infravörös analizátorok nagy érzékenységűek, gyors reagálásúak, folyamatos online jelzést tudnak biztosítani, és vezérlőrendszert is alkothatnak. Nemcsak a gáz, hanem az oldat összetételét is képes elemezni, és széles körben használják az iparban, a tudományos kutatásban és a környezetvédelemben.
Tömegspektrométer
A tömegspektrométer egy fejlettebb gázelemző eszköz. A különböző ionok különböző pályáit elektromos vagy mágneses térben használja fel az ionok tömeg-/-töltési arányuk szerinti szétválasztására, ezáltal tömegspektrumot és ezáltal a minta minőségi és mennyiségi eredményeit kapja. A tömegspektrométerek több típusra oszthatók az általánosan használt tömegszeparátorok szerint, ideértve a pásztázó mágneses szektor tömegspektrométereket, a kvadrupól tömegspektrométereket és a repülési idő-tömegspektrométereket{5}}. Ezek közül a pásztázó mágneses szektor tömegspektrométerek nagy stabilitással és ismételhetőséggel rendelkeznek, így alkalmasak ipari alkalmazásokra; míg a kvadrupol tömegspektrométerek nagy érzékenységgel rendelkeznek, és alkalmasabbak laboratóriumi vagy tudományos kutatásra. A tömegspektrométerek elemezhetik a gázok nyomelemeit, például a levegőben lévő ritka gázokat és a légköri szennyező anyagok nyomelemeit.
Egyéb típusú gázelemzők
A fent említett általános gázelemzők mellett léteznek más típusú gázelemzők is, például gázkromatográfok, paramágneses analizátorok és harmatpont analizátorok. A gázkromatográf olyan eszköz, amely kromatográfiás elválasztási technológiát használ az elemzéshez, és képes a gázok összetett komponenseinek elkülönítésére és kimutatására; a paramágneses analizátor a gyors válaszadási sebesség és a nagy mérési pontosság jellemzőivel rendelkezik, és gyakran használják precíz folyamatszabályozásra; harmatpont analizátort használnak a gázok víztartalmának mérésére, és széles körben használják a petrolkémiai, földgáz- és ipari gáziparban.