Een korte geschiedenis van gasdetectie 

De evolutie van gasdetectie is in de loop der jaren aanzienlijk veranderd. Nieuwe, innovatieve ideeën, van kanaries tot draagbare bewakingsapparatuur, bieden werknemers continue nauwkeurige gasbewaking.

De industriële revolutie was de katalysator voor de ontwikkeling van gasdetectie door het gebruik van veelbelovende brandstoffen, zoals steenkool. Aangezien steenkool uit de aarde kan worden gewonnen door middel van mijnbouw of ondergrondse mijnbouw, waren hulpmiddelen als helmen en vlammenlampen de enige bescherming tegen de nog te ontdekken gevaren van blootstelling aan methaan onder de grond. Methaangas is kleur- en reukloos, waardoor de aanwezigheid ervan moeilijk te onderkennen is, totdat een merkbaar patroon van gezondheidsproblemen werd ontdekt. De risico's van blootstelling aan gas leidden tot experimenten met detectiemethoden om de veiligheid van de werknemers nog jaren te waarborgen.

Behoefte aan gasdetectie

Toen de blootstelling aan gas eenmaal duidelijk werd, begrepen de mijnwerkers dat zij moesten weten of er in de mijn een zak met methaangas was waar zij werkten. In het begin van de 19e eeuw werd de eerste gasdetector ontwikkeld. Veel mijnwerkers droegen vlamlampen op hun helm om te kunnen zien terwijl ze werkten, zodat het uiterst brandbare methaan kon worden opgespoord. De arbeider droeg een dikke, natte deken over zijn lichaam terwijl hij een lange lont droeg waarvan het uiteinde in brand stond. Als hij de mijnen binnenging, bewoog hij de vlam rond en langs de muren op zoek naar gaszakken. Als die werden gevonden, ontstond er een reactie die aan de bemanning werd meegedeeld, terwijl de persoon die het gas opspoorde beschermd was tegen de deken. Na verloop van tijd werden meer geavanceerde methoden ontwikkeld om gas op te sporen.

De introductie van kanaries

De gasdetectie verschoof van mensen naar kanaries vanwege hun luide getjilp en vergelijkbare zenuwstelsels voor het controleren van ademhalingspatronen. De kanaries werden in bepaalde delen van de mijn geplaatst, van waaruit arbeiders de kanaries controleerden om ze te verzorgen en na te gaan of hun gezondheid was aangetast. Tijdens het werk luisterden de mijnwerkers naar het getjilp van de kanaries. Als een kanarie met zijn kooi begon te schudden, was dat een sterke indicator van een blootstelling aan een gaszak die zijn gezondheid begon aan te tasten. De mijnwerkers evacueerden dan de mijn en merkten op dat het onveilig was om de mijn te betreden. In sommige gevallen, als de kanarie helemaal ophield met tsjirpen, wisten de mijnwerkers dat ze de mijn sneller moesten verlaten voordat de blootstelling aan gas hun gezondheid kon aantasten.

De Vlam Licht

De vlamlamp was de volgende evolutie voor gasdetectie in de mijn, als gevolg van zorgen over de veiligheid van de dieren. Terwijl de vlam licht gaf aan de mijnwerkers, werd hij ondergebracht in een vlamdover die alle hitte absorbeerde en de vlam opving om te voorkomen dat eventueel aanwezig methaan zou ontbranden. De buitenmantel bevatte een stuk glas met drie horizontale insnijdingen. De middelste lijn was ingesteld als de ideale gasomgeving, terwijl de onderste lijn een zuurstofarme omgeving aangaf, en de bovenste lijn blootstelling aan methaan of een zuurstofrijke omgeving. Mijnwerkers staken de vlam aan in een omgeving met frisse lucht. Als de vlam daalde of begon af te sterven, zou dit erop wijzen dat de atmosfeer een lage zuurstofconcentratie had. Als de vlam groter werd, wisten de mijnwerkers dat er methaan met zuurstof aanwezig was, wat in beide gevallen aangaf dat ze de mijn moesten verlaten.

De katalytische sensor

Hoewel de vlamlamp een ontwikkeling was in de gasdetectietechnologie, was het echter geen "one size fits all"-benadering voor alle industrieën. Daarom was de katalytische sensor de eerste gasdetector die lijkt op de moderne technologie. De sensoren werken volgens het principe dat wanneer een gas oxideert, het warmte produceert. De katalytische sensor werkt via temperatuursverandering, die evenredig is met de concentratie van het gas. Hoewel dit een stap vooruit was in de ontwikkeling van de voor gasdetectie vereiste technologie, was aanvankelijk nog handmatige bediening nodig om een meting te krijgen.

Moderne technologie

De gasdetectietechnologie is enorm ontwikkeld sinds het begin van de 19e eeuw, toen de eerste gasdetector werd geregistreerd. Nu worden in alle bedrijfstakken meer dan vijf verschillende soorten sensoren gebruikt, waaronder Elektrochemische, Katalytische korrels (Pellistor), Fotoionisatiedetector (PID) en infraroodtechnologie (IR), samen met de modernste sensoren Moleculaire Eigenschappen Spectrometer™ (MPS) en Zuurstof met lange levensduur (LLO2), zijn de moderne gasdetectoren uiterst gevoelig, nauwkeurig maar vooral betrouwbaar, waardoor al het personeel veilig kan blijven en het aantal dodelijke ongevallen op de werkplek wordt verminderd.

T4x een 4-gasmonitor voor naleving 

Het is van vitaal belang dat de gassensor die u gebruikt, volledig geoptimaliseerd is en betrouwbaar is voor de detectie en nauwkeurige meting van brandbare gassen en dampen, in welke omgeving of op welke werkplek deze zich ook bevinden.

Vast of draagbaar?

Gasdetectoren zijn er in verschillende vormen, meestal zijn ze bekend als vast, draagbaar of transporteerbaar, waarbij deze apparaten zijn ontworpen om aan de behoeften van de gebruiker en de omgeving te voldoen en tegelijkertijd de veiligheid van degenen die zich daarin bevinden te beschermen.

Vaste detectoren worden geïmplementeerd als permanente armaturen in een omgeving voor de permanente bewaking van installaties en apparatuur. Volgens de richtlijnen van de Gezondheid en Veiligheid (HSE) zijn dit soort sensoren bijzonder nuttig wanneer de mogelijkheid bestaat van een lek in een gesloten of gedeeltelijk gesloten ruimte, waardoor ontvlambare gassen zich zouden kunnen ophopen. De Internationale Code voor Gastankers (IGC-code) bepaalt dat gasdetectieapparatuur moet worden geïnstalleerd om de integriteit van de omgeving die zij moet bewaken te controleren en moet worden getest overeenkomstig de erkende normen. Om ervoor te zorgen dat het vaste gasdetectiesysteem doeltreffend werkt, is een tijdige en nauwkeurige ijking van de sensoren van cruciaal belang.

Draagbare detectoren worden gewoonlijk geleverd als een klein, handzaam apparaat dat in kleinere omgevingen kan worden gebruikt, besloten ruimtenom lekken op te sporen of vroegtijdig te waarschuwen voor de aanwezigheid van brandbaar gas en damp binnen gevaarlijke zones. Draagbare detectoren zijn niet draagbaar, maar kunnen gemakkelijk van de ene plaats naar de andere worden verplaatst om als "stand-in" voor de monitor te fungeren terwijl een vaste sensor onderhoud ondergaat.

Wat is een 4-gas monitor?

Gassensoren worden in de eerste plaats geoptimaliseerd voor het detecteren van specifieke gassen of dampen door ontwerp of ijking. Het is wenselijk dat een toxische gassensor, bijvoorbeeld een die koolmonoxide of waterstofsulfide detecteert, een nauwkeurige indicatie geeft van de doelgasconcentratie in plaats van een reactie op een andere interfererende verbinding. Persoonlijke veiligheidsmonitors combineren vaak verschillende sensoren om de gebruiker tegen specifieke gasrisico's te beschermen. Een "conformiteitsmonitor voor 4 gassen" omvat echter sensoren voor het meten van de niveaus van koolmonoxide (CO) waterstofsulfide (H2S), zuurstof (O2) en brandbare gassen; normaliter methaan (CH4) in één apparaat.

De T4x monitor met de baanbrekende MPS™-sensor biedt bescherming tegen CO, H2S, O2 risico's met een nauwkeurige meting van meerdere brandbare gassen en dampen met behulp van een basismethaankalibratie.

Is er behoefte aan een 4-gas monitor?

Veel van de sensoren voor brandbare gassen die in conventionele monitoren worden gebruikt, zijn door kalibratie geoptimaliseerd voor het detecteren van een specifiek gas of een specifieke damp, maar zullen reageren op veel andere verbindingen. Dit is problematisch en potentieel gevaarlijk, aangezien de gasconcentratie die door de sensor wordt aangegeven, niet nauwkeurig zal zijn en een hogere (of gevaarlijker) en lagere concentratie gas/damp kan aangeven dan aanwezig is. Aangezien werknemers op hun werkplek vaak worden blootgesteld aan de risico's van meerdere ontvlambare gassen en dampen, is het ongelooflijk belangrijk dat zij worden beschermd door de toepassing van een nauwkeurige en betrouwbare sensor.

Waarin verschilt de draagbare 4-in-1 gasdetector T4x ?

Om de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van de T4x detector te blijven garanderen. De detector maakt gebruik van de MPS™ (Molecular Property Spectrometry)-sensorfunctionaliteit in zijn robuuste unit die een reeks functies biedt om de veiligheid te garanderen. De detector biedt bescherming tegen de vier meest voorkomende gasgevaren: koolmonoxide, waterstofsulfide, brandbare gassen en zuurstofdepletie, terwijl de T4x multi-gasdetector nu wordt geleverd met verbeterde detectie van pentaan, hexaan en andere koolwaterstoffen met lange ketens. De detector heeft één grote knop en een eenvoudig te volgen menusysteem, zodat hij gemakkelijk te gebruiken is door mensen die handschoenen dragen en een minimale training hebben gehad. De robuuste, maar draagbare T4x detector heeft een geïntegreerde rubberen hoes en een optioneel clip-on filter dat gemakkelijk kan worden verwijderd en vervangen wanneer nodig. Dankzij deze eigenschappen blijven de sensoren beschermd, zelfs in de vuilste omgevingen, zodat ze constant kunnen werken.

Een uniek voordeel van de T4x detector is dat deze ervoor zorgt dat de blootstelling aan giftige gassen nauwkeurig wordt berekend gedurende een hele dienst, zelfs als de detector even wordt uitgeschakeld, tijdens een pauze of op reis naar een andere locatie. De TWA-functie maakt ononderbroken en onderbroken bewaking mogelijk. Als de detector wordt ingeschakeld, begint hij weer vanaf nul, alsof hij aan een nieuwe dienst begint en worden alle eerdere metingen genegeerd. De T4x geeft de gebruiker de optie om eerdere metingen van binnen het juiste tijdsbestek op te nemen. De detector is niet alleen betrouwbaar wat betreft de nauwkeurige detectie en meting van vier gassen, maar ook wat betreft de levensduur van de batterij. De batterij gaat 18 uur mee en is handig voor gebruik in meerdere of langere diensten zonder dat hij regelmatig moet worden opgeladen.

Tijdens het gebruik heeft de T4 een handig 'stoplicht'-display dat constante visuele zekerheid biedt dat de monitor goed werkt en voldoet aan de bumptest en het kalibratiebeleid van de locatie. De heldere groene en rode Positive Safety LED's zijn voor iedereen zichtbaar en bieden daardoor een snelle, eenvoudige en uitgebreide indicatie van de status van de monitor voor zowel de gebruiker als anderen in de omgeving.

T4x helpt operationele teams zich te richten op meer waardetoevoegende taken door het aantal sensorvervangingen met 75% te verminderen en de betrouwbaarheid van de sensoren te vergroten. T4x helpt gezondheids- en veiligheidsmanagers door naleving op alle locaties te garanderen, omdat ze niet meer hoeven te controleren of elk apparaat is gekalibreerd voor het relevante brandbare gas, omdat het er 19 tegelijk nauwkeurig detecteert. Omdat het apparaat bestand is tegen vergiftiging en de levensduur van de batterij is verdubbeld, is de kans groter dat operators nooit zonder apparaat komen te zitten. T4x verlaagt de totale eigendomskosten over 5 jaar met meer dan 25% en bespaart 12 gram lood per detector, waardoor het veel gemakkelijker te recyclen is aan het einde van de levensduur.

Door de combinatie van drie sensoren (waaronder twee nieuwe sensortechnologieën MPS en O2) in een reeds populaire draagbare multi-gasdetector. Crowcon heeft de veiligheid, kosteneffectiviteit en efficiëntie van individuele eenheden en hele wagenparken verbeterd. De nieuwe T4x biedt een langere levensduur met een hogere nauwkeurigheid voor de detectie van gasgevaren en is tegelijkertijd duurzamer gebouwd dan ooit tevoren.

Hoe lang gaat mijn gassensor mee?

Gasdetectoren worden op grote schaal gebruikt in tal van industrieën (zoals waterbehandeling, raffinage, petrochemie, staalindustrie en bouwnijverheid, om er maar enkele te noemen) om personeel en apparatuur te beschermen tegen gevaarlijke gassen en de effecten daarvan. Gebruikers van draagbare en vaste apparaten zijn bekend met de potentieel aanzienlijke kosten om hun instrumenten gedurende hun operationele levensduur veilig te laten werken. Gassensoren worden geacht een meting te verrichten van de concentratie van een analyt van belang, zoals CO (koolmonoxide), CO2 (kooldioxide), of NOx (stikstofoxide). Er zijn twee gassensoren die het meest worden gebruikt in industriële toepassingen: elektrochemische voor het meten van toxische gassen en zuurstof, en pellistors (of katalytische bolletjes) voor brandbare gassen. De laatste jaren is de invoering van zowel zuurstof en MPS (Molecular Property Spectrometer) sensoren de veiligheid verbeterd.

Hoe weet ik wanneer mijn sensor defect is?

In de afgelopen decennia zijn verschillende octrooien en technieken toegepast op gasdetectoren die beweren te kunnen bepalen wanneer een elektrochemische sensor is uitgevallen. De meeste van deze technieken leiden echter alleen af dat de sensor werkt door een of andere vorm van stimulatie van de elektrode en kunnen een vals gevoel van veiligheid geven. De enige zekere methode om aan te tonen dat een sensor werkt, is testgas toe te dienen en de respons te meten: een bumptest of volledige ijking.

Elektrochemische sensor

Elektrochemische sensoren worden het meest gebruikt in de diffusiemodus, waarbij gas uit de omgeving door een gat in het oppervlak van de cel binnendringt. Sommige instrumenten gebruiken een pomp om lucht of gasmonsters naar de sensor te voeren. Over het gat is een PTFE-membraan aangebracht om te voorkomen dat water of olie de cel binnendringt. Het bereik en de gevoeligheid van de sensor kunnen worden gevarieerd door gaten van verschillende grootte te gebruiken. Grotere gaten geven een hogere gevoeligheid en resolutie, terwijl kleinere gaten de gevoeligheid en resolutie verminderen maar het bereik vergroten.

Factoren die de levensduur van elektrochemische sensoren beïnvloeden

Er zijn drie belangrijke factoren die de levensduur van de sensor beïnvloeden: temperatuur, blootstelling aan extreem hoge gasconcentraties en vochtigheid. Andere factoren zijn de sensorelektroden en extreme trillingen en mechanische schokken.

Extreme temperaturen kunnen de levensduur van de sensor beïnvloeden. De fabrikant zal een bedrijfstemperatuurbereik voor het instrument aangeven: meestal -30˚C tot +50˚C. Hoogwaardige sensoren zijn echter bestand tegen tijdelijke schommelingen buiten deze grenzen. Korte blootstelling (1-2 uur) aan 60-65˚C voor H2S of CO sensoren (bijvoorbeeld) is aanvaardbaar, maar herhaalde incidenten zullen resulteren in verdamping van de elektrolyt en verschuivingen in de basislijn (nul) aflezing en tragere reactie.

Blootstelling aan extreem hoge gasconcentraties kan ook de sensorprestaties in gevaar brengen. Elektrochemische sensoren worden doorgaans getest door blootstelling aan wel tienmaal hun ontwerpgrenswaarde. Sensoren die met hoogwaardig katalysatormateriaal zijn vervaardigd, moeten bestand zijn tegen dergelijke blootstellingen zonder veranderingen in de chemie of prestatieverlies op lange termijn. Sensoren met een lagere katalysatorbelasting kunnen schade oplopen.

De vochtigheid heeft de grootste invloed op de levensduur van de sensor. De ideale omgevingsconditie voor elektrochemische sensoren is 20˚Celsius en 60% RH (relatieve vochtigheid). Wanneer de omgevingsvochtigheid boven 60%RH stijgt, zal water in het elektrolyt worden geabsorbeerd, waardoor verdunning optreedt. In extreme gevallen kan het vochtgehalte 2-3 keer toenemen, wat kan resulteren in lekkage uit de sensorbehuizing, en vervolgens via de pennen. Onder 60%RH zal het water in het elektrolyt beginnen te dehydrateren. De responstijd kan aanzienlijk langer worden naarmate het elektrolyt of dehydratatie optreedt. Sensorelektroden kunnen in ongewone omstandigheden worden vergiftigd door storende gassen die aan de katalysator adsorberen of ermee reageren, waardoor bijproducten ontstaan die de katalysator remmen.

Extreme trillingen en mechanische schokken kunnen de sensoren ook beschadigen doordat de lasnaden die de platina elektroden, verbindingsstrips (of draden in sommige sensoren) en pennen met elkaar verbinden, breken.

"Normale" levensduur van elektrochemische sensor

Elektrochemische sensoren voor gewone gassen zoals koolmonoxide of waterstofsulfide hebben een levensduur die gewoonlijk op 2-3 jaar wordt gesteld. Meer exotische gassensoren, zoals waterstoffluoride, hebben soms een levensduur van slechts 12-18 maanden. Onder ideale omstandigheden (stabiele temperatuur en vochtigheid in de buurt van 20˚C en 60%RH) zonder inwerking van verontreinigingen, is van elektrochemische sensoren bekend dat zij meer dan 4000 dagen (11 jaar) in bedrijf zijn. Periodieke blootstelling aan het doelgas beperkt de levensduur van deze kleine brandstofcellen niet: kwalitatief hoogwaardige sensoren hebben een grote hoeveelheid katalysatormateriaal en robuuste geleiders die niet uitgeput raken door de reactie.

Pellistor Sensor

Pellistor-sensoren bestaan uit twee bij elkaar passende draadspoelen, elk ingebed in een keramische kraal. Stroom wordt door de spoelen geleid, waardoor de korrels worden verhit tot ongeveer 500˚C. Brandbaar gas verbrandt op de kraal en de extra opgewekte warmte veroorzaakt een verhoging van de spoelweerstand die door het instrument wordt gemeten om de gasconcentratie aan te geven.

Factoren die de levensduur van de Pellistor-sensor beïnvloeden

De twee belangrijkste factoren die van invloed zijn op de levensduur van de sensor zijn blootstelling aan hoge gasconcentraties en het inbranden of blokkeren van de sensor. Extreme mechanische schokken of trillingen kunnen ook de levensduur van de sensor beïnvloeden. De capaciteit van het katalysatoroppervlak om het gas te oxideren vermindert wanneer het vergiftigd of geremd is. Een sensorlevensduur van meer dan tien jaar is gebruikelijk in toepassingen waar geen remmende of vergiftigende verbindingen aanwezig zijn. Pellistors met een hoger vermogen hebben een grotere katalytische activiteit en zijn minder gevoelig voor vergiftiging. Poreuzere korrels hebben ook een grotere katalytische activiteit naarmate hun oppervlaktevolume toeneemt. Vakkundig initieel ontwerp en gesofisticeerde fabricageprocessen zorgen voor een maximale porositeit van de korrels. Blootstelling aan hoge gasconcentraties (>100%LEL) kan ook de prestaties van de sensor aantasten en een afwijking in het nul/basislijnsignaal veroorzaken. Onvolledige verbranding leidt tot koolstofafzetting op de kraal: de koolstof "groeit" in de poriën en veroorzaakt mechanische schade. De koolstof kan er echter na verloop van tijd worden afgebrand, zodat de katalytische plaatsen weer vrijkomen. Extreme mechanische schokken of trillingen kunnen in zeldzame gevallen ook een breuk in de pellistorspoelen veroorzaken. Dit probleem doet zich vaker voor bij draagbare dan bij vaste gasdetectoren, omdat de kans groter is dat ze vallen en omdat de gebruikte pellistors een lager stroomverbruik hebben (om de levensduur van de batterij te maximaliseren) en dus dunnere spoelen van dunner draad gebruiken.

Hoe weet ik wanneer mijn sensor defect is?

Een pellistor die vergiftigd is, blijft elektrisch operationeel maar reageert mogelijk niet op gas. De gasdetector en het controlesysteem kunnen dus in een gezonde toestand lijken te verkeren, maar een brandbaar gaslek kan niet worden gedetecteerd.

Zuurstofsensor

Pictogram Lang Leven 02

Onze nieuwe loodvrije zuurstofsensor met lange levensduur heeft geen samengeperste strengen lood waar het elektrolyt doorheen moet dringen, waardoor een dik elektrolyt kan worden gebruikt, wat betekent: geen lekken, geen corrosie door lekken, en een grotere veiligheid. De extra robuustheid van deze sensor stelt ons in staat vol vertrouwen een garantie van 5 jaar te bieden voor extra gemoedsrust.

Oxygen-sensoren met lange levensduur hebben een lange levensduur van 5 jaar, met minder uitvaltijd, lagere eigendomskosten en minder impact op het milieu. Ze meten nauwkeurig zuurstof over een breed bereik van concentraties van 0 tot 30% volume en zijn de volgende generatie O2-gasdetectie.

MPS-sensor

MPS sensor biedt een geavanceerde technologie die de noodzaak tot kalibreren wegneemt en een 'True LEL (lower explosive limit)' oplevert voor het aflezen van vijftien brandbare gassen, maar kan alle brandbare gassen in een omgeving met meerdere soorten detecteren, wat resulteert in lagere lopende onderhoudskosten en minder interactie met het toestel. Dit vermindert het risico voor het personeel en voorkomt kostbare uitvaltijd. De MPS-sensor is ook immuun voor sensorvergiftiging.  

Sensorstoringen door verontreiniging kunnen een frustrerende en dure ervaring zijn. De technologie in de MPS™-sensorwordt niet beïnvloed door verontreinigingen in de omgeving. Processen met verontreinigingen hebben nu toegang tot een oplossing die betrouwbaar werkt met een fail safe ontwerp om de operator te waarschuwen en gemoedsrust te bieden voor personeel en activa in een gevaarlijke omgeving. Het is nu mogelijk om meerdere brandbare gassen te detecteren, zelfs in ruwe omgevingen, met slechts één sensor die niet gekalibreerd hoeft te worden en een verwachte levensduur van ten minste 5 jaar heeft.