Ewolucja wykrywania gazów zmieniła się znacząco na przestrzeni lat. Nowe, innowacyjne pomysły, od kanarków po przenośne urządzenia monitorujące, zapewniają pracownikom ciągłe, precyzyjne monitorowanie gazu. Urządzenia do wykrywania gazu można podzielić na monitorowanie gazu za pomocą czujników i technologii ścieżki gazowej, interfejs użytkownika, który informuje ludzi lub urządzenia o wszelkich niezbędnych działaniach, oraz wspomagający system zarządzania energią, który utrzymuje wszystko w stanie naładowania i działania. Do tego pakietu możemy teraz dodać czwartą kwestię - komunikację i technologię zapisu.

Rodzaje czujników

Wykrywanie fotojonizacji (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 z nich elektron i pozostawiając je naładowanymi. Prąd przepływa następnie pomiędzy dwoma naładowanymi płytkami wewnątrz czujnika, a stężenie gazu jest proporcjonalne do tego prądu.

Elektrochemiczna

Czujniki elektrochemiczne mierzą gaz, który przedostaje się przez mały otwór w powierzchni ogniwa, przechodzi przez filtr PTFE do wilgoci i oleju i trafia na elektrodę poprzez roztwór elektrochemiczny. Zakresy i czułości czujników mogą być zróżnicowane poprzez zastosowanie różnych rozmiarów otworów, przy czym większe otwory zapewniają większą 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 zastosowanie filtrów blokujących niepożądane rodzaje gazu.

Kulki katalityczne (Pellistor)

Czujniki pelistorowe składają się z dwóch dopasowanych cewek z drutu, z których każda jest otoczona ceramicznymi kulkami. Przez cewki oporowe przepływa prąd, podgrzewając je do temperatury około 230˚C. Jedna z kulek zawiera materiał katalizujący, więc kiedy mieszanina powietrza i gazu palnego wchodzi do czujnika, styka się z kulkami i pali się w pobliżu tej zawierającej katalizator. Powoduje to różnicę temperatur pomiędzy tą aktywną i drugą "referencyjną" kulką. 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 i 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 3,3μm, jest pochłaniana przez cząsteczki gazu węglowodorowego, więc intensywność wiązki jest redukowana, jeśli obecne jest odpowiednie stężenie gazu z wiązaniami C-H. Wiązka "referencyjna" (zwykle około 3,0μm) nie jest absorbowana przez gaz, więc dociera do odbiornika z pełną mocą. %LEL obecnego gazu jest określany przez stosunek wiązek mierzonych przez fotoodbiornik.

Spektrometr właściwości molekularnych™ (MPS™)

Czujniki MPS™ reprezentują nową generację detektorów gazów palnych. MPS™ może szybko wykryć wiele rodzajów gazu i zidentyfikować 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 konkretnego gazu, albo zawierający czujnik podczerwieni (IR), którego moc wyjściowa również różni się w zależności od mierzonego gazu palnego, a zatem musi być skalibrowana dla każdego gazu. Chociaż są to korzystne rozwiązania, każde z nich ma środowiska, w których może być stosowane i środowiska, których należy unikać. Na przykład, zarówno pelistory, jak i czujniki podczerwieni wymagają regularnej kalibracji, a katalityczne czujniki pelistorowe wymagają również częstych testów uderzeniowych, aby upewnić się, że nie zostały uszkodzone przez zanieczyszczenia zawierające trwałe trucizny (znane jako czynniki "zatruwające czujniki") lub przez trudne warunki. W niektórych środowiskach czujniki muszą być często wymieniane, co jest kosztowne zarówno pod względem pieniędzy, jak i czasu przestoju oraz dostępności produktu. Technologia IR nie może 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 wywołać fałszywe alarmy lub zaniepokoić operatorów. Rozwiązaniem jest czujnik MPS, który wykrywa zarówno wodór, jak i inne gazy palne, identyfikuje je i stosuje odpowiednią kalibrację dla każdego gazu lub gazu składowego dowolnej monitorowanej mieszaniny.

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

Rodzaje detekcji

Poprawiono

Stałe detektory gazu to urządzenia montowane na stałe w jednym miejscu. Mogą być ustawione w konfiguracjach z jednym detektorem, w małych i dużych konfiguracjach z wieloma detektorami oraz w adresowalnych pętlach "łańcuchowych". Stacjonarne detektory gazu są zazwyczaj instalowane wszędzie tam, gdzie istnieje zagrożenie dla instalacji, budynków lub urządzeń, i mogą wykrywać powolne narastanie gazu lub większe wycieki, zapewniając wczesne lub automatyczne ostrzeżenie o wycieku gazu z danego źródła. Często są one skonfigurowane do uruchamiania innych środków bezpieczeństwa, więc mogą otwierać otwory wentylacyjne, uruchamiać wentylatory, zamykać zawory, a nawet automatycznie zamykać procesy po wykryciu problemu. Dość często są one ustawiane w celu ostrzeżenia dyspozytorni lub pracowników ochrony o potencjalnie niebezpiecznym wycieku gazu, dzięki czemu osoby te mogą podjąć działania wykonawcze. Mogą również uruchamiać alarmy, aby rozpocząć ewakuację. Z drugiej strony, stacjonarne detektory gazu zwykle nie są zaprojektowane tak, aby zapobiec kontaktowi pracownika z gazem, choć niektóre systemy mają w swojej konstrukcji element pokrycia terenu. Przenośne detektory gazu to najlepszy sposób ochrony osób narażonych na kontakt z toksycznym lub łatwopalnym gazem lub jego uwolnieniem.

Każdy stacjonarny detektor gazu musi komunikować się z centralą alarmową. Centrala alarmowa jest węzłem systemu detekcji gazów stałych, który porównuje ilości gazu z zadanymi poziomami i zapewnia różne opcje funkcji wejściowych i wyjściowych. Centralki gazowe są zwykle umieszczane w bezpiecznym miejscu, ale mogą być instalowane w strefach niebezpiecznych, jeśli są odpowiednio obudowane. Komunikują się one z głowicami lub nadajnikami czujników wykrywających gaz i mogą być połączone w sieć z centralnym punktem, dzięki czemu można zdalnie monitorować wiele paneli/systemów sterowania. Istnieje wiele metod komunikacji ze stacjonarnymi detektorami gazu. Najbardziej powszechna jest komunikacja analogowa, ale rośnie zapotrzebowanie na komunikację cyfrową i bezprzewodową. Za pośrednictwem detektora dostępne są również różne funkcje pozwalające na zwiększenie wydajności i skrócenie czasu spędzanego przez personel w potencjalnie niebezpiecznych miejscach, co zmniejsza ryzyko dla ludzi.

Przenośny

Przenośne detektory gazu to urządzenia ochrony osobistej, które stale monitorują strefę oddychania użytkownika. Ponieważ są one zazwyczaj niewielkie, te ręczne, lekkie i wytrzymałe urządzenia są przenoszone na osobie i skonstruowane tak, aby były ergonomiczne i noszone dyskretnie. Są one również czasami używane do sprawdzania przestrzeni zamkniętych, takich jak zbiorniki, gdzie rodzaj zagrożenia gazowego jest znany, zanim ktoś wejdzie do tej przestrzeni. Są one przeznaczone do monitorowania z bliskiej odległości i zazwyczaj nie nadają się do długotrwałego, ciągłego monitorowania większych przestrzeni. Przenośne detektory gazu to najbezpieczniejszy, sprawdzony sposób ochrony poszczególnych pracowników podczas przemieszczania się.

Przenośne detektory przechowują informacje o narażeniu na działanie gazu w czasie trwania zmiany, a także o zdarzeniach takich jak alarmy lub sytuacje bliskie wypadkom. Dane te można przesyłać do portalu opartego na chmurze, co pozwala uzyskać liczne korzyści, takie jak poprawa wydajności operacyjnej i zgodności z przepisami bezpieczeństwa, a także zapewnia solidny i elastyczny mechanizm dostarczania cennych, możliwych do wykorzystania informacji. Rozwiązania w zakresie danych oferują wymierne korzyści dla wszystkich wielkości przenośnych flot, niezależnie od tego, czy detektory gazu są używane na terenie zakładu, poza terenem zakładu, czy w obu przypadkach. Przenośne detektory gazu zazwyczaj kosztują mniej niż systemy stacjonarne, a większość z nich jest zasilana bateriami. Z drugiej strony, każdy użytkownik musi być odpowiednio przeszkolony w zakresie obsługi swojego przenośnego detektora. Ponadto detektory przenośne nie są zwykle podłączane bezpośrednio do innych systemów bezpieczeństwa. Jeśli czujka podniesie alarm, użytkownik jest zatem zobowiązany do podjęcia działań we własnym zakresie w celu zmniejszenia zagrożenia dla siebie lub innych osób.