Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, giám sát năng lượng và bảo vệ an toàn, phân tích chính xác thành phần khí đốt là liên kết cốt lõi để đảm bảo sự ổn định của quá trình, nâng cao hiệu quả năng lượng và ngăn ngừa tai nạn. Với độ chính xác cao, phản ứng nhanh và triển khai linh hoạt, máy phân tích khí di động trở thành một "phòng thí nghiệm di động" không thể thiếu trong các thử nghiệm công nghiệp hiện đại. Công nghệ của nó kết hợp các nguyên tắc cảm biến đa phương thức như hồng ngoại không phân biệt (NDIR), dẫn nhiệt (TCD), điện hóa và các nguyên tắc khác để thực hiện phân tích đồng bộ khí nhiều thành phần thông qua các thuật toán thông minh, cung cấp các giải pháp hiệu quả cao để phát hiện tại chỗ trong các ngành công nghiệp như thép, hóa chất và năng lượng mới.

I. Nguyên tắc kỹ thuật: sự hợp tác chính xác của cảm biến đa phương thức

Cốt lõi của máy phân tích khí di động nằm trong hệ thống phát hiện của sự kết hợp đa công nghệ của nó. Đối với các phân tử nguyên tử ngoại lai như CO, CO₂, CH₄, thiết bị sử dụng công nghệ hồng ngoại không quang phổ (NDIR), sử dụng các phân tử khí để phân tích định lượng các đặc tính hấp thụ của ánh sáng hồng ngoại bước sóng cụ thể. Đỉnh hấp thụ hồng ngoại của CO trong băng tần 4,6μm, CO₂ trong băng tần 4,26μm và CH₄ trong băng tần 3,3μm, bắt được sự suy giảm cường độ ánh sáng bằng bộ lọc quang học với máy dò độ nhạy cao, tính toán nồng độ khí kết hợp với định luật Lambert-Beer. Kỹ thuật này có những ưu điểm như chọn lọc mạnh mẽ, tuổi thọ cao và không cần vật tư tiêu hao, đặc biệt thích hợp để phát hiện môi trường thiếu oxy hoặc khí hỗn hợp phức tạp.

Việc phát hiện H₂ dựa trên nguyên tắc dẫn nhiệt (TCD). Do độ dẫn nhiệt của hydro cao hơn các loại khí khác, sự thay đổi nhiệt độ của dây điện trở trong bể gây ra sự thay đổi giá trị điện trở khi khí hỗn hợp hydro đi qua bể dẫn nhiệt, chuyển đổi sự thay đổi này thành tín hiệu điện thông qua mạch cầu để đạt được phép đo chính xác nồng độ H₂. Công nghệ TCD độc lập với hệ thống NDIR, tránh nhiễu chéo và đảm bảo tính độc lập của phát hiện H₂.

Để giám sát O₂, một số mô hình sử dụng cảm biến điện hóa. Oxy trải qua phản ứng giảm trong điện cực hoạt động của cảm biến, tạo ra tín hiệu dòng điện tỷ lệ thuận với nồng độ, hiển thị giá trị sau khi được xử lý khuếch đại. Kỹ thuật này có tính năng đáp ứng nhanh và tuyến tính tốt, nhưng cần được hiệu chỉnh thường xuyên để duy trì độ chính xác.

Kiến trúc tổng hợp đa công nghệ cho phép thiết bị phân tích đồng thời sáu loại khí CO, CO₂, CH₄, H₂, O₂ và CnHm (hydrocacbon), bao gồm các thành phần cốt lõi của khí hóa than, khí sinh học và khí đô thị. Trong quá trình khí hóa than, tỷ lệ CO đến H₂ trong khí đầu ra của lò phản ứng phản ánh trực tiếp hiệu quả phản ứng, trong khi dư lượng O₂ có thể gây ra nguy cơ nổ và khả năng phát hiện đồng bộ của máy phân tích di động cung cấp hỗ trợ dữ liệu quan trọng để tối ưu hóa quy trình và kiểm soát an toàn.

II. Hướng dẫn sử dụng máy phân tích khí di động: Quy trình hoàn chỉnh từ khởi động đến ứng dụng dữ liệu

1. Kiểm tra trước và hiệu chuẩn

Trước khi khởi động cần kiểm tra xem ống lấy mẫu, bộ lọc có sạch hay không, pin có đầy đủ hay không. Khi sử dụng lần đầu hoặc thay đổi nhiệt độ và độ ẩm môi trường lớn, cần thực hiện hiệu chuẩn điểm không: đặt thiết bị trong không khí sạch, bắt đầu quy trình hiệu chuẩn tự động và hoàn thành khởi tạo khi đường cơ sở ổn định. Đối với các tình huống phát hiện độ chính xác cao, nên sử dụng khí tiêu chuẩn để hiệu chuẩn phạm vi, điều chỉnh việc đọc thiết bị đến phạm vi 5,00 ± 0,05%, thông qua khí tiêu chuẩn CO 5%.

2. Lấy mẫu và phân tích

Chọn phương pháp lấy mẫu theo cảnh phát hiện:

Ống thẳng: ống lấy mẫu sâu vào trung tâm ống, tránh ảnh hưởng nhiễu loạn cạnh, tốc độ dòng chảy được kiểm soát ở 0,5-2L/phút;

Lấy mẫu khuếch tán: thích hợp cho không gian mở, đặt dụng cụ trong vòng 1 mét từ điểm rò rỉ, chờ đọc nồng độ ổn định;

Bơm hút mẫu: Khí xa được rút ra bằng bơm lấy mẫu tích hợp, thích hợp cho các hoạt động trong không gian nhỏ hoặc trên không.

Sau khi lấy mẫu hoàn thành, thiết bị sẽ tự động bắt đầu chương trình phân tích và hiển thị sáu thành phần nồng độ và giá trị nhiệt (giá trị nhiệt thấp và giá trị nhiệt cao) trong vòng 10-30 giây.