Une brève histoire de la détection de gaz 

L'évolution de la détection des gaz a considérablement changé au fil des ans. Des idées nouvelles et innovantes, des canaris aux équipements de surveillance portables, permettent aux travailleurs de bénéficier d'une surveillance continue et précise des gaz.

La révolution industrielle a été le catalyseur du développement de la détection des gaz en raison de l'utilisation de combustibles très prometteurs, comme le charbon. Comme le charbon peut être extrait de la terre par l'exploitation minière ou souterraine, les outils tels que les casques et les lampes à flamme étaient leur seule protection contre les dangers de l'exposition au méthane sous terre qui restaient à découvrir. Le méthane étant incolore et inodore, il est difficile d'en connaître la présence jusqu'à ce que l'on découvre un ensemble de problèmes de santé notables. Les risques d'exposition au gaz ont conduit à expérimenter des méthodes de détection afin de préserver la sécurité des travailleurs pour les années à venir.

Un besoin de détection des gaz

Une fois l'exposition au gaz devenue évidente, les mineurs ont compris qu'ils devaient savoir si la mine contenait une poche de méthane à l'endroit où ils travaillaient. Au début du 19e siècle, le premier détecteur de gaz a été enregistré. De nombreux mineurs portaient des lampes à flamme sur leur casque pour pouvoir voir pendant qu'ils travaillaient, il était donc primordial de pouvoir détecter le méthane extrêmement inflammable. Le travailleur portait une épaisse couverture humide sur le corps et une longue mèche dont l'extrémité était enflammée. En entrant dans les mines, l'individu déplaçait la flamme autour et le long des murs à la recherche de poches de gaz. Si elle en trouvait, une réaction s'enflammait et était signalée à l'équipe pendant que la personne qui détectait était protégée de la couverture. Avec le temps, des méthodes plus avancées de détection de gaz ont été développées.

L'introduction des canaris

La détection des gaz est passée de l'homme au canari, en raison de ses gazouillis sonores et de son système nerveux similaire pour le contrôle de la respiration. Les canaris étaient placés dans certaines zones de la mine, d'où les travailleurs vérifiaient les canaris pour en prendre soin et voir si leur santé avait été affectée. Pendant les périodes de travail, les mineurs écoutaient le gazouillis des canaris. Si un canari commence à secouer sa cage, c'est un indicateur fort d'une exposition à une poche de gaz qui a commencé à affecter sa santé. Les mineurs évacuaient alors la mine en précisant qu'il était dangereux d'y pénétrer. Parfois, si le canari cessait complètement de gazouiller, les mineurs savaient qu'il fallait sortir plus rapidement avant que l'exposition au gaz n'ait le temps d'affecter leur santé.

La lumière de la flamme

La lampe à flamme était l'évolution suivante pour la détection de gaz dans la mine, suite aux inquiétudes concernant la sécurité des animaux. Tout en fournissant de la lumière aux mineurs, la flamme était logée dans une coque anti-flamme qui absorbait toute chaleur et capturait la flamme pour l'empêcher d'enflammer le méthane éventuellement présent. La coque extérieure contenait une pièce de verre avec trois incisions horizontales. La ligne du milieu correspondait à l'environnement gazeux idéal, tandis que la ligne du bas indiquait un environnement pauvre en oxygène, et la ligne du haut indiquait une exposition au méthane ou un environnement enrichi en oxygène. Les mineurs allumaient la flamme dans un environnement d'air frais. Si la flamme baissait ou commençait à mourir, cela indiquait que l'atmosphère avait une faible concentration d'oxygène. Si la flamme grossissait, les mineurs savaient que du méthane était présent avec de l'oxygène, les deux cas indiquant qu'ils devaient quitter la mine.

Le capteur catalytique

Bien que la lampe à flamme ait constitué un progrès dans la technologie de détection des gaz, elle ne constituait pas une approche universelle pour toutes les industries. C'est pourquoi le capteur catalytique a été le premier détecteur de gaz qui s'apparente à la technologie moderne. Ces capteurs fonctionnent selon le principe suivant : lorsqu'un gaz s'oxyde, il produit de la chaleur. Le capteur catalytique fonctionne grâce au changement de température, qui est proportionnel à la concentration de gaz. Bien qu'il s'agisse d'un pas en avant dans le développement de la technologie nécessaire à la détection de gaz, il fallait au départ une opération manuelle pour obtenir un relevé.

La technologie moderne

La technologie de la détection de gaz s'est énormément développée depuis le début du XIXe siècle, époque à laquelle le premier détecteur de gaz a été enregistré. Aujourd'hui, plus de cinq types de capteurs différents sont couramment utilisés dans tous les secteurs d'activité, dont les suivants Électrochimique, les perles catalytiques (Pellistor), Détecteur à photoionisation (PID) et Technologie infrarouge (IR), ainsi que les capteurs les plus modernes Spectromètre de propriétés moléculaires™ (MPS) et Oxygène à longue durée de vie (LLO2), les détecteurs de gaz modernes sont très sensibles, précis et surtout fiables, ce qui permet à tout le personnel de rester en sécurité et de réduire le nombre d'accidents mortels sur le lieu de travail.

T4x un moniteur de conformité à 4 gaz 

Il est essentiel de s'assurer que le capteur de gaz que vous utilisez est entièrement optimisé et fiable pour la détection et la mesure précise des gaz et vapeurs inflammables, quel que soit l'environnement ou le lieu de travail dans lequel il se trouve.

Fixe ou portable ?

Les détecteurs de gaz se présentent sous différentes formes, le plus souvent sous les formes suivantes fixes, portables Ces appareils sont conçus pour répondre aux besoins de l'utilisateur et de l'environnement tout en assurant la sécurité des personnes qui s'y trouvent.

Les détecteurs fixes sont mis en œuvre en tant que dispositifs permanents dans un environnement afin d'assurer une surveillance continue des installations et des équipements. Selon les directives de la Health and Safety Executive (HSE), ces types de détecteurs sont particulièrement utiles lorsqu'il existe une possibilité de fuite dans un espace clos ou partiellement clos qui pourrait entraîner l'accumulation de gaz inflammables. Le site Code international des transporteurs de gaz (Code IGC) stipule que les équipements de détection de gaz doivent être installés pour contrôler l'intégrité de l'environnement qu'ils doivent surveiller et doivent être testés conformément aux normes reconnues. Pour garantir le bon fonctionnement du système fixe de détection de gaz, il est essentiel de procéder à un étalonnage précis et en temps voulu des capteurs.

Les détecteurs portables se présentent généralement sous la forme d'un petit appareil portatif qui peut être utilisé dans des environnements plus restreints, espaces confinésLes détecteurs portables se présentent généralement sous la forme d'un petit appareil portable qui peut être utilisé dans des environnements plus restreints, dans des espaces confinés, pour détecter des fuites ou pour donner une alerte précoce à la présence de gaz et de vapeurs inflammables dans des zones dangereuses. Les détecteurs transportables ne sont pas portatifs, mais ils peuvent être facilement déplacés d'un endroit à l'autre pour servir de moniteur de secours pendant qu'un capteur fixe est en cours de maintenance.

Qu'est-ce qu'un moniteur 4 gaz de conformité ?

Les capteurs de gaz sont principalement optimisés pour la détection de gaz ou de vapeurs spécifiques par leur conception ou leur étalonnage. Il est souhaitable qu'un détecteur de gaz toxique, par exemple un détecteur de monoxyde de carbone ou le sulfure d'hydrogène, fournisse une indication précise de la concentration du gaz cible plutôt qu'une réponse à un autre composé interférent. Les moniteurs de sécurité personnelle combinent souvent plusieurs capteurs pour protéger l'utilisateur contre des risques gazeux spécifiques. Toutefois, un moniteur de conformité à 4 gaz comprend des capteurs pour mesurer les niveaux de monoxyde de carbone (CO), de sulfure d'hydrogène (H2S), d'oxygène (O2) et les gaz inflammables, normalement le méthane (CH4) dans un seul appareil.

Le moniteur T4x moniteur avec le capteur révolutionnaire MPS™ révolutionnaire est capable d'assurer une protection contre le CO, le H2S, O2 grâce à la mesure précise de plusieurs gaz et vapeurs inflammables en utilisant un étalonnage de base du méthane.

Est-il nécessaire d'avoir un moniteur 4 gaz conforme ?

De nombreux capteurs de gaz inflammables déployés dans les moniteurs conventionnels sont optimisés pour détecter un gaz ou une vapeur spécifique grâce à un étalonnage, mais ils réagissent à de nombreux autres composés. Cette situation est problématique et potentiellement dangereuse car la concentration de gaz indiquée par le capteur ne sera pas précise et pourra indiquer une concentration de gaz/vapeur plus élevée (ou plus dangereuse) et plus faible que celle qui est présente. Les travailleurs étant souvent exposés aux risques de multiples gaz et vapeurs inflammables sur leur lieu de travail, il est extrêmement important de s'assurer qu'ils sont protégés par la mise en œuvre d'un capteur précis et fiable.

En quoi le détecteur de gaz portable 4-en-1 T4x est-il différent ?

Pour garantir la fiabilité et la précision du détecteur T4x . Le détecteur utilise la fonctionnalité du capteur MPS™ (Molecular Property Spectrometry) dans son unité robuste qui fournit une gamme de caractéristiques pour assurer la sécurité. Il offre une protection contre les quatre risques gazeux courants : le monoxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène, les gaz inflammables et la raréfaction de l'oxygène, tandis que le détecteur multigaz T4x offre désormais une détection améliorée du pentane, de l'hexane et d'autres hydrocarbures à longue chaîne. Il est doté d'un gros bouton unique et d'un système de menu facile à suivre pour permettre une utilisation aisée par les personnes portant des gants et n'ayant reçu qu'une formation minimale. Robuste, mais portable, le détecteur T4x est doté d'une botte en caoutchouc intégrée et d'un filtre optionnel à clipser qui peut être facilement retiré et remplacé en cas de besoin. Ces caractéristiques permettent aux capteurs de rester protégés même dans les environnements les plus sales, afin de garantir leur longévité.

Un avantage unique du détecteur T4x est qu'il garantit que l'exposition aux gaz toxiques est calculée avec précision pendant toute la durée d'un poste de travail, même s'il est éteint momentanément, pendant une pause ou lors d'un déplacement sur un autre site. La fonction TWA permet une surveillance ininterrompue et interrompue. Ainsi, lors de la mise sous tension, le détecteur repart à zéro, comme s'il commençait une nouvelle période de travail, et ignore toutes les mesures précédentes. Le site T4x permet à l'utilisateur d'inclure des mesures antérieures dans le cadre temporel approprié. Le détecteur n'est pas seulement fiable en termes de détection et de mesure précises de quatre gaz, il l'est aussi en raison de l'autonomie de sa batterie. Il dure 18 heures et peut donc être utilisé pendant des périodes de travail multiples ou plus longues, sans avoir à être rechargé régulièrement.

En cours d'utilisation, le site T4 utilise un affichage pratique de "feux de signalisation" qui offre une assurance visuelle constante de son bon fonctionnement et de sa conformité à la politique de test et d'étalonnage de la bosse du site. Les LED vertes et rouges de sécurité positive sont visibles par tous et offrent une indication rapide, simple et complète de l'état du moniteur à l'utilisateur et aux personnes qui l'entourent.

T4x aide les équipes opérationnelles à se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée en réduisant de 75 % le nombre de remplacements de capteurs et en augmentant leur fiabilité. En garantissant la conformité sur l'ensemble du site, T4x aide les responsables de la santé et de la sécurité en éliminant la nécessité de s'assurer que chaque appareil est calibré pour le gaz inflammable concerné, car il en détecte 19 à la fois avec précision. Grâce à sa résistance aux poisons et au doublement de la durée de vie des piles, les opérateurs sont plus susceptibles de ne jamais se retrouver sans appareil. T4x réduit le coût total de possession sur 5 ans de plus de 25 % et économise 12 g de plomb par détecteur, ce qui facilite grandement son recyclage à la fin de sa vie.

Globalement, grâce à la combinaison de trois capteurs (dont deux nouvelles technologies de capteurs MPS et O2) au sein d'un détecteur multigaz portable déjà très populaire. Crowcon a permis d'améliorer la sécurité, la rentabilité et l'efficacité des unités individuelles et des flottes entières. Le nouveau T4x offre une durée de vie plus longue et une plus grande précision pour la détection des risques liés aux gaz, tout en offrant une construction plus durable que jamais.

Quelle sera la durée de vie de mon capteur de gaz ?

Les détecteurs de gaz sont largement utilisés dans de nombreuses industries ( traitement de l'eau, raffinerie, pétrochimie, sidérurgie et construction, pour n'en citer que quelques-unes) pour protéger le personnel et les équipements des gaz dangereux et de leurs effets. Les utilisateurs d'appareils portables et fixes connaissent bien les coûts potentiellement importants liés au maintien de la sécurité de leurs instruments tout au long de leur vie utile. Les capteurs de gaz fournissent une mesure de la concentration d'un analyte d'intérêt, tel que le CO (monoxyde de carbone), le CO2 (dioxyde de carbone) ou le NOx (oxyde d'azote). Il existe deux types de capteurs de gaz les plus utilisés dans les applications industrielles : les capteurs électrochimiques pour les gaz toxiques et la mesure de l'oxygène, et les pellistors (ou billes catalytiques) pour les gaz inflammables. Au cours des dernières années, l'introduction des deux Oxygène et MPS (Molecular Property Spectrometer) ont permis d'améliorer la sécurité.

Comment puis-je savoir si mon capteur est défaillant ?

Au cours des dernières décennies, plusieurs brevets et techniques appliqués aux détecteurs de gaz ont prétendu être capables de déterminer quand un capteur électrochimique est défaillant. Cependant, la plupart de ces techniques ne font que déduire que le capteur fonctionne grâce à une certaine forme de stimulation des électrodes et peuvent donner un faux sentiment de sécurité. La seule méthode sûre pour démontrer qu'un capteur fonctionne consiste à appliquer un gaz d'essai et à mesurer la réponse : un test de déclenchement ou un étalonnage complet.

Capteur électrochimique

Les capteursélectrochimiques sont les plus utilisés en mode diffusion dans lequel le gaz du milieu ambiant pénètre par un trou dans la face de la cellule. Certains instruments utilisent une pompe pour alimenter le capteur en air ou en gaz. Une membrane en PTFE est placée sur le trou pour empêcher l'eau ou les huiles de pénétrer dans la cellule. La conception des capteurs permet de varier leur portée et leur sensibilité en utilisant des trous de différentes tailles. Les trous plus grands offrent une sensibilité et une résolution plus élevées, tandis que les trous plus petits réduisent la sensibilité et la résolution mais augmentent la portée.

Facteurs affectant la durée de vie des capteurs électrochimiques

Trois facteurs principaux affectent la durée de vie du capteur : la température, l'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées et l'humidité. Les autres facteurs sont les électrodes du capteur et les vibrations et chocs mécaniques extrêmes.

Les températures extrêmes peuvent affecter la durée de vie du capteur. Le fabricant indiquera une plage de température de fonctionnement pour l'instrument : généralement -30˚C à +50˚C. Les capteurs de haute qualité seront toutefois capables de supporter des excursions temporaires au-delà de ces limites. Une exposition de courte durée (1 à 2 heures) à 60-65˚C pour les capteurs de H2S ou de CO (par exemple) est acceptable, mais des incidents répétés entraîneront l'évaporation de l'électrolyte et des décalages dans la lecture de la ligne de base (zéro) et une réponse plus lente.

L'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées peut également compromettre les performances des capteurs. Les capteurs électrochimiques sont généralement testés par une exposition à des concentrations jusqu'à dix fois supérieures à leur limite de conception. Les capteurs construits à l'aide d'un matériau catalytique de haute qualité doivent pouvoir résister à de telles expositions sans modification de la chimie ou perte de performance à long terme. Les capteurs avec une charge de catalyseur inférieure peuvent subir des dommages.

L'influence la plus considérable sur la durée de vie des capteurs est l'humidité. La condition environnementale idéale pour les capteurs électrochimiques est de 20˚Celsius et 60 % d'HR (humidité relative). Lorsque l'humidité ambiante augmente au-delà de 60 %HR, de l'eau est absorbée dans l'électrolyte, ce qui entraîne une dilution. Dans des cas extrêmes, la teneur en liquide peut augmenter de 2 à 3 fois, ce qui peut entraîner une fuite du corps du capteur, puis des broches. En dessous de 60 % d'humidité relative, l'eau contenue dans l'électrolyte commence à se déshydrater. Le temps de réponse peut être prolongé de manière significative lorsque l'électrolyte est déshydraté. Dans des conditions inhabituelles, les électrodes des capteurs peuvent être empoisonnées par des gaz interférents qui s'adsorbent sur le catalyseur ou réagissent avec lui en créant des sous-produits qui inhibent le catalyseur.

Les vibrations extrêmes et les chocs mécaniques peuvent également endommager les capteurs en fracturant les soudures qui relient les électrodes de platine, les bandes de connexion (ou les fils dans certains capteurs) et les broches entre elles.

Durée de vie "normale" d'un capteur électrochimique

Les capteurs électrochimiques pour les gaz courants tels que le monoxyde de carbone ou le sulfure d'hydrogène ont une durée de vie opérationnelle généralement estimée à 2 ou 3 ans. Les capteurs de gaz plus exotiques, comme le fluorure d'hydrogène, peuvent avoir une durée de vie de seulement 12 à 18 mois. Dans des conditions idéales (température et humidité stables de l'ordre de 20˚C et 60%HR), sans incidence de contaminants, les capteurs électrochimiques sont connus pour fonctionner plus de 4000 jours (11 ans). L'exposition périodique au gaz cible ne limite pas la durée de vie de ces minuscules piles à combustible : les capteurs de haute qualité possèdent une grande quantité de matériau catalyseur et des conducteurs robustes qui ne s'épuisent pas sous l'effet de la réaction.

Capteur à pellistor

Les capteurs àpellistor sont constitués de deux bobines de fil appariées, chacune étant encastrée dans une perle de céramique. Le courant passe dans les bobines, chauffant les billes à environ 500˚C. Le gaz inflammable brûle sur la perle et la chaleur supplémentaire générée produit une augmentation de la résistance de la bobine qui est mesurée par l'instrument pour indiquer la concentration de gaz.

Facteurs affectant la durée de vie des capteurs à pellistors

Les deux principaux facteurs qui affectent la durée de vie du capteur sont l'exposition à une forte concentration de gaz et l'empoisonnement ou l'inhibition du capteur. Les chocs ou vibrations mécaniques extrêmes peuvent également affecter la durée de vie du capteur. La capacité de la surface du catalyseur à oxyder le gaz diminue lorsqu'elle a été empoisonnée ou inhibée. Une durée de vie du capteur supérieure à dix ans est courante dans les applications où les composés inhibiteurs ou empoisonnants ne sont pas présents. Les pellistors de plus grande puissance ont une plus grande activité catalytique et sont moins vulnérables à l'empoisonnement. Les billes plus poreuses ont également une plus grande activité catalytique à mesure que leur volume de surface augmente. Une conception initiale habile et des procédés de fabrication sophistiqués garantissent une porosité maximale des billes. L'exposition à de fortes concentrations de gaz (>100%LEL) peut également compromettre les performances du capteur et créer un décalage du signal zéro/ligne de base. Une combustion incomplète entraîne des dépôts de carbone sur la bille : le carbone "croît" dans les pores et crée des dommages mécaniques. Le carbone peut cependant être brûlé au fil du temps pour révéler à nouveau les sites catalytiques. Dans de rares cas, un choc mécanique extrême ou des vibrations peuvent également provoquer une rupture des bobines de pellistors. Ce problème est plus fréquent sur les détecteurs de gaz portables que sur les détecteurs fixes, car ils sont plus susceptibles de tomber, et les pellistors utilisés sont de plus faible puissance (pour maximiser la durée de vie de la batterie) et utilisent donc des bobines de fils plus fins et plus délicats.

Comment puis-je savoir si mon capteur est défaillant ?

Un pellistor qui a été empoisonné reste électriquement opérationnel mais peut ne pas réagir au gaz. Par conséquent, le détecteur de gaz et le système de commande peuvent sembler être en bonne santé, mais une fuite de gaz inflammable peut ne pas être détectée.

Capteur d'oxygène

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Notre nouveau capteur d'oxygène sans plomb et à longue durée de vie n'a pas de brins de plomb comprimés dans lesquels l'électrolyte doit pénétrer, ce qui permet d'utiliser un électrolyte épais, donc pas de fuites, pas de corrosion induite par les fuites et une sécurité accrue. La robustesse supplémentaire de ce capteur nous permet d'offrir en toute confiance une garantie de 5 ans pour une plus grande tranquillité d'esprit.

Les capteurs d'oxygène à longue durée de vie ont une durée de vie étendue de 5 ans, avec moins de temps d'arrêt, un coût de possession plus faible et un impact environnemental réduit. Ils mesurent avec précision l'oxygène sur une large gamme de concentrations allant de 0 à 30% en volume et constituent la prochaine génération de détection de gaz O2.

Capteur MPS

MPS offre une technologie avancée qui supprime le besoin d'étalonnage et fournit une "véritable LIE (limite inférieure d'explosivité)" pour la lecture de quinze gaz inflammables, mais peut détecter tous les gaz inflammables dans un environnement multi-espèces, ce qui entraîne des coûts de maintenance permanents plus faibles et une interaction réduite avec l'unité. Cela réduit les risques pour le personnel et évite les temps d'arrêt coûteux. Le capteur MPS est également immunisé contre l'empoisonnement du capteur.  

Une défaillance du capteur due à un empoisonnement peut être une expérience frustrante et coûteuse. La technologie du capteur MPS™n'est pas affectée par les contaminants présents dans l'environnement. Les processus qui ont des contaminants ont maintenant accès à une solution qui fonctionne de manière fiable avec une conception à sécurité intégrée pour alerter l'opérateur et offrir une tranquillité d'esprit pour le personnel et les actifs situés dans un environnement dangereux. Il est désormais possible de détecter plusieurs gaz inflammables, même dans des environnements difficiles, en utilisant un seul capteur qui ne nécessite pas d'étalonnage et dont la durée de vie prévue est d'au moins 5 ans.