Analýza spalin
Analyzátor spalin je dnes nepostradatelným nástrojem každého servisního technika, a to nejen pro zajištění profesionálního servisu kotlů, ale i pro efektivní kontrolu celé otopné soustavy.
Aby bylo možné zaručit optimálně fungující otopné zařízení, musí se u plynových, olejových a také u zařízení na tuhá paliva provádět jak při uvedení do provozu, tak také v pravidelně se opakujících intervalech, kontroly funkčnosti, seřizování a měření.
Požadavky na přenosné měřicí přístroje pro analýzu spalin jsou pro každého výrobce měřicích přístrojů výzvou. Drsné okolní prostředí a provádění měření nezávislých na síti vyžadují nejvyšší míru technického know-how a design přizpůsobený zákazníkovi. Přístroje musí být lehké, praktické při manipulaci a musí se snadno ovládat. Rychlá disponibilita naměřených hodnot, nízká spotřeba energie a nenáročná údržba, to jsou další atributy pro splnění předepsané zkoušky způsobilosti analyzátorů spalin.
Senzory
Požadavky kladené na měřicí přístroje mají přímý vliv na výběr senzorů pro zjišťování koncentrací plynů. V praxi se proto osvědčily elektrochemické senzory plynů. Vynikajícími výhodami těchto senzorů je rychlá disponibilita naměřených hodnot a malé požadavky na místo. V oblasti výzkumu a vývoje je neustále vynakládáno úsilí, aby se například optimalizovaly cesty plynu a správný výpočet křížových citlivostí a rovněž aby se ideálně umožnila bezproblémová výměna senzorů uživatelem.
Způsob fungování chemického dvou / tříelektrodového senzoru
K určení koncentrace toxických plynů se používají dvouelektrodové nebo tříelektrodové senzory. Funkce tříelektrodového senzoru je objasňována na základě senzoru kysličníku uhelnatého (CO). Typický dvouelektrodový senzor je kyslíkový senzor (O2).
Způsob fungování chemického dvouelektrodového senzoru
- Molekuly O2 se dostanou skrz plynopropustnou membránu ke katodě.
- Chemická reakce: vzniknou ionty OH− (ionty = nabité částice).
- Ionty putují skrz elektrolytickou kapalinu k anodě.
- Tento pohyb iontů způsobuje tok proudu ve vnějším proudovém okruhu proporcionálně ke koncentraci O2.
- Tzn. čím vyšší je koncentrace, tím vyšší je tok proudu.
- Pokles napětí v odporu se měří a elektronicky dále zpracovává.
- Integrovaný odpor se záporným teplotním koeficientem kompenzuje teplotní vlivy a zajišťuje teplotně stabilní chování.
- Životnost kyslíkového senzoru je cca 3 roky – u senzorů LongLife firmy Testo je živostnost až 6 let.
Chemické rovnice
Katoda: O2 + 2 H2O + 4 e− => 4 OH−
Anoda: 2 Pb + 4 OH− => 2 PbO + 2 H2O + 4 e−
Výsledek: 2 Pb + O2 => 2 PbO
Způsob fungování chemického tříelektrodového senzoru pro toxické plyny
Způsob fungování tříelektrodového senzoru (na příkladu senzoru CO):
- Molekuly CO se dostanou skrz membránu k pracovní elektrodě.
- Chemická reakce: vzniknou ionty H+.
- Ionty putují k protielektrodě.
- Druhá chemická reakce pomocí O2 z čistého vzduchu: tok proudu ve vnějším proudovém okruhu.
- Reference slouží ke stabilizaci signálu senzoru.
- Životnost senzoru kysličníku uhelnatého je cca 2 roky – u senzorů LongLife firmy Testo je životnost až 5 let.
Chemické vzorce:
Anoda: CO + H2O => CO2 + 2 H+ + 2 e−
Katoda: ½ O2 + 2 H+ + 2 e− => H2O
Elektronika
Trend vývoje a výroby směřuje stále k menším měřicím přístrojům. Výroba elektronických tištěných spojů na minimálním prostoru je možná pouze s počítačově podporovaným designem a automatizovanou výrobou. Přitom jsou tištěné spoje prováděny vícevrstvou technologií a opatřeny nejmodernější technologií osazování (SMD) elektronickými součástkami. Testovací počítač (In-Circuit-Tester) kontroluje osazené tištěné spoje a již v přípravném stádiu zjišťuje eventuální chyby. Vadné tištěné spoje je možné s nízkými náklady přepracovat a vrátit je zpět do výrobního cyklu. Po montáži tištěného spoje a měřicího senzoru do konstrukčně optimalizovaného pouzdra se kontroluje funkčnost na počítačově podporovaném testeru a kalibruje se zkušebním plynem. Certifikát podle DIN ISO 9001 zaručuje konstantní kvalitu, která je zastřešena kompetentním servisem. Pouze tak se dají vyrábět měřicí přístroje, které odpovídají požadavkům moderní analýzy spalin.
Konstrukce
Při konstrukci přenosných analyzátorů spalin patří mimořádný význam vytváření cest plynu. Jelikož netěsnosti zkreslují výsledek měření, musí být spoje cesty plynu absolutně těsné. Místa, na kterých se sráží kondenzát, je třeba eliminovat, protože ten poškozuje senzory. Analyzátory spalin jsou proto vybaveny jímkou kondenzátu, která vzniklý kondenzát zachycuje a tím chrání senzory. Spaliny jsou nasávány odběrovou sondou pomocí čerpadla. Termočlánek integrovaný do špičky odběrové sondy slouží k měření teploty spalin. Jímka kondenzátu a vestavěné filtry „vysušují“ spaliny a brání vniknutí částeček prachu a sazí. Vzorek plynu projde čerpadlem a je kapilárou (zúžením cesty plynu) vtlačen do předkomůrky, která tlumí tlakové rázy vytvářené membránovým čerpadlem. Plyn, který má být měřen, se dostane z předkomůrky k senzorům, které podle provedení měří koncentraci O2, CO, NO, NO2 a SO2. Pro měření komínového tahu se spaliny nenasávají. Spaliny se dostávají přímo z odběrové sondy vlastní cestou plynu do tlakového senzoru analyzátoru spalin. Tam se měří komínový tah. Teplota nasávaného (spalovacího) vzduchu se měří teplotním čidlem, které je přímo propojené s měřicím přístrojem.
Více na: www.testo.cz
Digitální měřicí přístroje: teploměry, vlhkoměry, měřiče proudění; přístroje pro zaregulování vzduchotechniky; systémy pro validaci čistých prostorů, měření turbulencí, kvality ovzduší, hlukoměry, luxmetry, analyzátory kouřových plynů; detektory, ...