Kaasuanalysaattoreita, erikoislaitteita kaasukomponenttien ja -pitoisuuksien havaitsemiseen ja analysointiin, käytetään laajasti eri aloilla, kuten teollisessa tuotannossa, ympäristön seurannassa, tieteellisessä tutkimuksessa ja turvallisuustestauksessa. Jatkuvan teknologisen kehityksen myötä kaasuanalysaattoreiden tyypit ovat tulleet yhä monipuolisempia vastaamaan eri toimialojen ja skenaarioiden erityistarpeita. Tämä artikkeli tarjoaa yksityiskohtaisen johdannon useisiin yleisiin kaasuanalysaattoreihin ja niiden sovelluksiin.
Lämmönjohtavuuden kaasuanalysaattorit
Lämmönjohtavuuskaasuanalysaattorit toimivat periaatteella, että eri kaasuilla on erilainen lämmönjohtavuus. Ne hyödyntävät kaasuseoksen lämmönjohtavuuden mittausta tiettyjen komponenttien pitoisuuden määrittämiseen. Tämän tyyppisellä analysaattorilla on yksinkertainen rakenne, se tarjoaa tarkat ja luotettavat tiedot ja pystyy mittaamaan monenlaisia kaasuja. Sen avulla voidaan analysoida syttyvien kaasujen, kuten vedyn ja metaanin, alhaisia pitoisuuksia sekä erilaisten kaasujen, kuten rikkidioksidin, hiilidioksidin ja ammoniakin, pitoisuuksia. Lisäksi lämmönjohtavuuskaasuanalysaattoreita voidaan käyttää myös ilmaisimina kromatografisissa analysaattoreissa muiden komponenttien analysointiin.
Sähkökemialliset kaasuanalysaattorit
Sähkökemialliset kaasuanalysaattorit mittaavat kaasujen koostumusta ja pitoisuutta mittauselektrodilla tapahtuvien kaasun kemiallisten reaktioiden aiheuttaman virran muutoksen tai johtavien ionien määrän perusteella. Tämän tyyppisessä analysaattorissa käytetään tyypillisesti kalvorakennetta selektiivisyyden parantamiseksi ja mittauselektrodin pinnan kontaminoitumisen estämiseksi. Yleisiä sähkökemiallisia kaasuanalysaattoreita ovat galvaaninen kennotyyppi ja potentiostaattinen elektrolyysityyppi. Galvaanikennotyyppinen analysaattori elektrolysoi mitatun kaasun, joka diffundoituu elektrolyyttiin kalvon läpi, ja mitatun kaasun pitoisuus määritetään mittaamalla syntyvä elektrolyyttivirta. Potentiostaattinen elektrolyysityyppinen analysaattori kohdistaa tietyn potentiaalin elektrodiin, jolloin mitattu kaasu elektrolyysi tapahtuu elektrodin pinnalla, ja mitatun kaasun elektrolyyttinen potentiaali määritetään mittaamalla elektrodiin kohdistettu potentiaali.
Infrapuna-absorptioanalysaattorit
Infrapuna-absorptioanalysaattorit toimivat periaatteella, että eri kaasukomponentit absorboivat selektiivisesti eri aallonpituuksia infrapunasäteilyä. Tämän absorptiospektrin mittaaminen voi erottaa kaasun tyypin, kun taas absorptiointensiteetin mittaaminen voi määrittää mitatun kaasun pitoisuuden. Infrapuna-analysaattoreilla on korkea herkkyys, nopea vaste ja ne voivat tarjota jatkuvan online-ilmaisun ja voivat myös muodostaa ohjausjärjestelmän. Se pystyy analysoimaan kaasun lisäksi myös liuoskoostumusta, ja sitä käytetään laajalti teollisuudessa, tieteellisessä tutkimuksessa ja ympäristönsuojelussa.
Massaspektrometri
Massaspektrometri on edistyneempi kaasuanalyysilaite. Se hyödyntää eri ionien erilaisia liikeratoja sähkö- tai magneettikentässä ionien erottamiseen niiden massa-/-varaussuhteen mukaan, jolloin saadaan massaspektri ja siten näytteen kvalitatiiviset ja kvantitatiiviset tulokset. Massaspektrometrit voidaan jakaa useisiin tyyppeihin yleisesti käytettyjen massaerottimien mukaan, mukaan lukien pyyhkäisevät magneettisektorin massaspektrometrit, kvadrupolimassaspektrometrit ja lentoaikamassaspektrometrit-of-. Niiden joukossa pyyhkäisevät magneettisektorin massaspektrometrit ovat erittäin stabiileja ja toistettavia, mikä tekee niistä sopivia teollisiin sovelluksiin; kun taas kvadrupolimassaspektrometreillä on korkea herkkyys ja ne sopivat paremmin laboratorio- tai tieteelliseen tutkimukseen. Massaspektrometrit voivat analysoida kaasujen hivenkomponentteja, kuten ilmassa olevia jalokaasuja ja ilman epäpuhtauksien hivenaineita.
Muuntyyppiset kaasuanalysaattorit
Yllä mainittujen yleisten kaasuanalysaattoreiden lisäksi on olemassa muun tyyppisiä kaasuanalysaattoreita, kuten kaasukromatografit, paramagneettiset analysaattorit ja kastepisteanalysaattorit. Kaasukromatografi on laite, joka käyttää analyysiin kromatografista erotustekniikkaa ja joka pystyy erottamaan ja havaitsemaan monimutkaisia kaasujen komponentteja; paramagneettisella analysaattorilla on nopea vastenopeus ja korkea mittaustarkkuus, ja sitä käytetään usein prosessin tarkkaan ohjaukseen; kastepisteanalysaattoria käytetään kaasujen vesipitoisuuden mittaamiseen, ja sitä käytetään laajalti petrokemian-, maakaasu- ja teollisuuskaasuteollisuudessa.