Podstawy detekcji gazów

Marketing

Marketing

31 października 2024 r.

5 min read

Artykuł
Skalowanie czujnika podczerwieni

Ewolucja wykrywania gazów uległa znacznym zmianom na przestrzeni lat. Nowe, innowacyjne pomysły, od kanarków po przenośne urządzenia monitorujące, zapewniają pracownikom ciągłe, precyzyjne monitorowanie gazu. Sprzęt do wykrywania gazu można podzielić na monitorowanie gazu za pomocą czujników i technologii ścieżki gazu, interfejs użytkownika, który informuje ludzi lub sprzęt o wszelkich niezbędnych działaniach, oraz wspomagający system zarządzania energią, który utrzymuje wszystko naładowane i działające. Do pakietu możemy teraz dodać czwartą kwestię - technologię komunikacji i nagrywania.

Rodzaje czujników

Detekcja fotojonizacyjna (PID)

Technologia PID jest ogólnie uważana za technologię z wyboru do monitorowania narażenia na toksyczne poziomy lotnych związków organicznych. Czujniki zawierają lampę jako źródło wysokoenergetycznego światła ultrafioletowego (UV). Energia światła UV wzbudza neutralnie naładowane cząsteczki LZO (lotnych związków organicznych), usuwając elektron i pozostawiając je naładowane. Prąd przepływa następnie między dwiema naładowanymi płytkami wewnątrz czujnika, a stężenie gazu jest proporcjonalne do tego prądu.

Elektrochemia

Czujniki elektrochemiczne mierzą gaz, który przedostaje się przez niewielki otwór w powierzchni czołowej ogniwa, przechodzi przez filtr wilgoci i oleju PTFE i trafia na elektrodę za pośrednictwem roztworu elektrochemicznego. Zakresy i czułości czujników można zmieniać, stosując otwory o różnych rozmiarach, przy czym większe otwory zapewniają wyższą czułość i rozdzielczość, a mniejsze otwory zmniejszają czułość i rozdzielczość, ale zwiększają zasięg. Rodzaj mierzonego gazu jest wybierany poprzez wybór materiału elektrody, wybór elektrolitu, a czasami użycie filtrów do blokowania niepożądanych rodzajów gazu.

Kulki katalityczne (Pellistor)

Czujniki pellistorowe składają się z dwóch dopasowanych cewek drutowych, z których każda jest otoczona kulkami ceramicznymi. Prąd przepływa przez cewki oporowe, podgrzewając je do około 230˚C. Jedna z kulek zawiera materiał katalityczny, więc gdy mieszanina powietrza i łatwopalnego gazu dostanie się do czujnika, styka się z kulkami i spala się w pobliżu tej zawierającej katalizator. Powoduje to różnicę temperatur między tą aktywną kulką a drugą kulką "referencyjną". Różnica temperatur powoduje różnicę w rezystancji, która jest mierzona; ilość obecnego gazu jest wprost proporcjonalna do zmiany rezystancji, więc stężenie gazu jako procent jego dolnej granicy wybuchowości (% LEL*) może być dokładnie określone. Czujniki pelistorowe są szeroko stosowane w przemyśle, w tym na platformach wiertniczych, w rafineriach oraz w podziemnych środowiskach budowlanych, takich jak kopalnie i tunele.

Czujniki podczerwieni

Emitery podczerwieni wewnątrz czujnika generują wiązki światła podczerwonego. Każda wiązka przechodzi przez próbkę atmosfery i jest mierzona przez fotoodbiornik. Wiązka "pomiarowa", o częstotliwości około 3,3 μm, jest absorbowana przez cząsteczki gazu węglowodorowego, więc intensywność wiązki jest zmniejszona, jeśli obecne jest odpowiednie stężenie gazu z wiązaniami C-H. Wiązka "referencyjna" (zwykle około 3,0 μm) nie jest absorbowana przez gaz, więc dociera do odbiornika z pełną mocą. Procentowa zawartość gazu jest określana przez stosunek wiązek mierzonych przez fotoodbiornik.

Spektrometr właściwości molekularnych™ (MPS™)

Czujniki MPS™ reprezentują nową generację detektorów gazów palnych. MPS™ może szybko wykrywać wiele rodzajów gazów i identyfikować ponad 15 scharakteryzowanych gazów palnych jednocześnie. Do niedawna każdy, kto potrzebował monitorować gazy palne, musiał wybrać albo tradycyjny detektor gazów palnych zawierający czujnik pelistorowy skalibrowany dla określonego gazu, albo zawierający czujnik podczerwieni (IR), którego moc wyjściowa również różni się w zależności od mierzonego gazu palnego, a zatem musi być skalibrowany dla każdego gazu. Choć są to nadal korzystne rozwiązania, każde z nich ma środowiska, w których można je stosować i środowiska, których należy unikać. Na przykład, zarówno czujniki pelistorowe, jak i czujniki podczerwieni wymagają regularnej kalibracji, a katalityczne czujniki pelistorowe wymagają również częstych testów sprawności, aby upewnić się, że nie zostały uszkodzone przez zanieczyszczenia zawierające trwałe trucizny (znane jako środki "zatruwające czujniki") lub przez trudne warunki. W niektórych środowiskach czujniki muszą być często wymieniane, co jest kosztowne zarówno pod względem finansowym, jak i czasu przestoju oraz dostępności produktu. Technologia IR nie jest w stanie wykryć wodoru, który nie ma sygnatury IR, a zarówno detektory IR, jak i pelistorowe czasami przypadkowo wykrywają inne (tj. nieskalibrowane) gazy, dając niedokładne odczyty, które mogą wywoływać fałszywe alarmy lub niepokoić operatorów. Rozwiązaniem jest czujnik MPS, który wykrywa zarówno wodór, jak i inne łatwopalne gazy, identyfikuje je i stosuje odpowiednią kalibrację dla każdego gazu lub gazu składowego każdej monitorowanej mieszaniny.

Niektóre przyrządy wykorzystują pompę do dostarczania próbek powietrza lub gazu do czujnika.

Rodzaje wykrywania

Naprawiono

Stałe detektory gazu to urządzenia montowane na stałe w jednym miejscu. Mogą być montowane w konfiguracjach z pojedynczym detektorem, w małych i dużych konfiguracjach z wieloma detektorami oraz w adresowalnej pętli łańcuchowej. Stałe detektory gazu są zazwyczaj instalowane wszędzie tam, gdzie istnieje ryzyko dla zakładu, budynków lub instalacji i mogą wykrywać powolne narastanie lub poważne wycieki, aby zapewnić wczesne lub automatyczne ostrzeżenie o wycieku gazu z określonego źródła. Często są one skonfigurowane do uruchamiania innych środków bezpieczeństwa, dzięki czemu mogą otwierać otwory wentylacyjne, uruchamiać wentylatory, zamykać zawory, a nawet automatycznie wyłączać procesy po wykryciu problemu. Dość często są one konfigurowane w celu ostrzegania dyspozytorni lub personelu ochrony o potencjalnie niebezpiecznym wycieku gazu, dzięki czemu mogą zostać podjęte działania wykonawcze. Mogą one również uruchamiać alarmy w celu rozpoczęcia ewakuacji. Z drugiej strony, stacjonarne detektory gazu zwykle nie są zaprojektowane tak, aby zapobiegać kontaktowi pracownika z gazem, choć niektóre systemy mają w swojej konstrukcji element pokrycia obszaru. Przenośne detektory gazu to najlepszy sposób ochrony osób narażonych na kontakt z toksycznymi lub łatwopalnymi gazami.

Każdy stacjonarny detektor gazu musi komunikować się z panelem sterowania. Panel sterowania jest centralą stacjonarnego systemu detekcji gazu, która porównuje ilości gazu z wcześniej ustawionymi poziomami i zapewnia różne opcje funkcji wejściowych i wyjściowych. Panele sterowania gazem są zwykle umieszczane w bezpiecznym obszarze, ale mogą być instalowane w strefach niebezpiecznych, jeśli są odpowiednio obudowane. Komunikują się one z głowicami czujników wykrywania gazu lub nadajnikami i mogą być połączone w sieć z centralnym punktem, dzięki czemu wiele paneli/systemów sterowania może być monitorowanych zdalnie. Istnieje wiele metod komunikacji ze stacjonarnymi detektorami gazu. Najpopularniejsza jest komunikacja analogowa, ale rośnie zapotrzebowanie na komunikację cyfrową i bezprzewodową. Istnieją również różne funkcje dostępne za pośrednictwem detektora, które poprawiają wydajność i skracają czas spędzany przez personel w potencjalnie niebezpiecznych lokalizacjach, zmniejszając w ten sposób ryzyko dla ludzi.

Przenośny

Przenośne detektory gazu to urządzenia ochrony osobistej, które stale monitorują strefę oddychania użytkownika. Ze względu na swoje niewielkie rozmiary, te podręczne, lekkie i wytrzymałe urządzenia są noszone przy sobie i skonstruowane tak, aby były ergonomiczne i dyskretne. Są one również czasami używane do sprawdzania zamkniętych przestrzeni, takich jak zbiorniki, w których znany jest rodzaj zagrożenia gazowego, zanim ktoś wejdzie do przestrzeni. Są one przeznaczone do monitorowania z bliskiej odległości i zwykle nie nadają się do długotrwałego ciągłego monitorowania większych przestrzeni. Przenośne detektory gazu to najbezpieczniejszy sprawdzony sposób ochrony pracowników podczas przemieszczania się.

Przenośne detektory przechowują informacje na temat ekspozycji na gaz przez cały czas trwania zmiany, a także zdarzeń takich jak alarmy lub zdarzenia potencjalnie wypadkowe. Dane te mogą być przesyłane do portalu opartego na chmurze, aby zapewnić liczne korzyści, takie jak poprawa wydajności operacyjnej i zgodności z przepisami bezpieczeństwa, a także zapewnienie solidnego i elastycznego mechanizmu dostarczania cennych, przydatnych informacji. Rozwiązania w zakresie danych oferują wymierne korzyści dla wszystkich rozmiarów flot przenośnych, niezależnie od tego, czy detektory gazu są używane na miejscu, poza nim, czy w obu miejscach. Przenośne detektory gazu zazwyczaj kosztują mniej niż systemy stacjonarne, a większość z nich jest zasilana bateryjnie. Z drugiej strony, każdy użytkownik musi zostać odpowiednio przeszkolony w zakresie obsługi przenośnego detektora. Ponadto przenośne detektory nie są zazwyczaj podłączane bezpośrednio do innych systemów bezpieczeństwa. Jeśli detektor podniesie alarm, użytkownik jest zobowiązany do samodzielnego podjęcia działań w celu zmniejszenia ryzyka dla siebie lub innych.

Subskrybuj, aby otrzymywać najnowsze informacje
w swojej skrzynce odbiorczej

Przeczytaj o Crowcon Prywatność i Polityka plików cookie tutaj. Jeśli zmienisz zdanie, możesz zrezygnować z subskrypcji w dowolnym momencie