Krótka historia detekcji gazów 

Ewolucja wykrywania gazów zmieniła się znacząco na przestrzeni lat. Nowe, innowacyjne pomysły, od kanarków po przenośne urządzenia monitorujące, zapewniają pracownikom ciągłe, precyzyjne monitorowanie gazu.

Rewolucja przemysłowa była katalizatorem rozwoju detekcji gazu ze względu na wykorzystanie paliwa, które było bardzo obiecujące, takiego jak węgiel. Ponieważ węgiel może być wydobywany z ziemi w kopalniach lub pod ziemią, narzędzia takie jak hełmy i lampy płomieniowe były jedyną ochroną przed niebezpieczeństwem narażenia na metan pod ziemią, które nie zostało jeszcze odkryte. Metan jest bezbarwny i bezwonny, co sprawia, że trudno jest rozpoznać jego obecność, aż do momentu odkrycia zauważalnego wzorca problemów zdrowotnych. Ryzyko związane z narażeniem na gaz spowodowało, że zaczęto eksperymentować z metodami wykrywania, aby zachować bezpieczeństwo pracowników na długie lata.

Potrzeba wykrywania gazu

Kiedy narażenie na gaz stało się oczywiste, górnicy zrozumieli, że muszą wiedzieć, czy w kopalni znajduje się jakakolwiek kieszeń z gazem metanowym, w której pracują. Na początku XIX wieku powstał pierwszy detektor gazu, a wielu górników nosiło na hełmach lampy płomieniowe, aby móc widzieć podczas pracy, więc zdolność do wykrywania niezwykle łatwopalnego metanu była najważniejsza. Pracownik zakładał na siebie gruby, mokry koc i nosił długi knot z podpalonym końcem. Wchodząc do kopalni, osoba ta przesuwała płomień wokół i wzdłuż ścian w poszukiwaniu kieszeni gazowych. W przypadku ich znalezienia następował zapłon i reakcja, o której informowano załogę, podczas gdy osoba dokonująca detekcji była chroniona przed kocem. Z czasem opracowano bardziej zaawansowane metody wykrywania gazu.

Wprowadzenie kanarków

Wykrywanie gazu zostało przeniesione z ludzi na kanarki ze względu na ich głośne ćwierkanie i podobne systemy nerwowe do kontrolowania wzorców oddechowych. Kanarki umieszczano w określonych miejscach kopalni, skąd pracownicy sprawdzali, czy kanarki nie ucierpiały na zdrowiu. Podczas pracy górnicy słuchali ćwierkania kanarków. Jeśli kanarek zaczął potrząsać klatką, był to silny wskaźnik ekspozycji kieszeni gazowej, w której zaczął wpływać na jego zdrowie. Górnicy ewakuowali się wtedy z kopalni i stwierdzili, że wejście do niej jest niebezpieczne. W niektórych przypadkach, jeśli kanarek przestał ćwierkać, górnicy wiedzieli, że należy szybciej opuścić kopalnię, zanim narażenie na gaz będzie miało szansę wpłynąć na ich zdrowie.

Światło płomienia

W wyniku obaw o bezpieczeństwo zwierząt, płomień był kolejnym etapem ewolucji w zakresie wykrywania gazu w kopalni. Podczas gdy zapewniała światło dla górników, płomień był umieszczony w osłonie, która pochłaniała wszelkie ciepło i zatrzymywała płomień, aby zapobiec zapaleniu się metanu, który mógł być obecny. Zewnętrzna powłoka zawierała szklany element z trzema nacięciami biegnącymi poziomo. Środkowa linia była ustawiona jako idealne środowisko gazowe, podczas gdy dolna linia wskazywała środowisko ubogie w tlen, a górna linia wskazywała narażenie na metan lub środowisko wzbogacone w tlen. Górnicy zapalali płomień w środowisku ze świeżym powietrzem. Jeśli płomień obniżył się lub zaczął ginąć, wskazywałoby to, że atmosfera miała niskie stężenie tlenu. Jeśli płomień się powiększył, górnicy wiedzieli, że metan był obecny z tlenem, w obu przypadkach wskazując, że muszą opuścić kopalnię.

Czujnik katalityczny

Chociaż płomień świetlny stanowił postęp w technologii wykrywania gazu, nie był jednak podejściem "uniwersalnym" dla wszystkich branż. Dlatego też czujnik katalityczny był pierwszym detektorem gazu, który ma podobieństwo do nowoczesnej technologii. Czujniki te działają na zasadzie, że kiedy gaz się utlenia, wytwarza ciepło. Czujnik katalityczny działa poprzez zmianę temperatury, która jest proporcjonalna do stężenia gazu. Chociaż był to krok naprzód w rozwoju technologii wymaganej do wykrywania gazu, początkowo wymagał on ręcznej obsługi w celu uzyskania odczytu.

Nowoczesna technologia

Technologia wykrywania gazów została bardzo rozwinięta od początku XIX wieku, kiedy to zarejestrowano pierwszy detektor gazu. Obecnie we wszystkich branżach stosuje się ponad pięć różnych typów czujników, w tym Elektrochemiczne, Kulki katalityczne (Pellistor), Detektor fotojonizacji (PID) i Technologia podczerwieni (IR), wraz z najnowocześniejszymi czujnikami Spektrometr właściwości molekularnych™ (MPS) i Long-Life Oxygen (LLO2), współczesne detektory gazu charakteryzują się wysoką czułością, dokładnością, a przede wszystkim niezawodnością, co pozwala zapewnić bezpieczeństwo wszystkim pracownikom, zmniejszając liczbę wypadków śmiertelnych w miejscu pracy.

Co to jest detektor płomienia i jak działa?

Co to jest detektor płomienia?

Detektor płomienia jest rodzajem czujnika, który może wykryć i zareagować na obecność płomienia. Detektory te mają zdolność do identyfikacji cieczy bezdymnej i dymu, który może tworzyć otwarty ogień. Na przykład, w piecach kotłowych czujniki płomienia są szeroko stosowane, ponieważ czujnik płomienia może wykryć ciepło, dym i ogień. Urządzenia te mogą również wykrywać ogień w zależności od temperatury powietrza i ruchu powietrza. Detektory płomienia wykorzystują technologię ultrafioletu (UV) lub podczerwieni (IR) do identyfikacji płomieni, co oznacza, że mogą zaalarmować o płomieniach w czasie krótszym niż sekunda. Czujnik płomienia reaguje na wykrycie płomienia zgodnie z jego instalacją, może na przykład uruchomić alarm, wyłączyć przewód paliwowy lub nawet aktywować system tłumienia pożaru.

Gdzie można znaleźć te wykrywacze? 

  • Magazyny przemysłowe
  • Zakłady produkcji chemicznej
  • Magazyny chemiczne
  • Stacje magazynowania i pompowania paliw
  • Warsztaty spawania łukowego
  • Elektrownie
  • Stacje transformatorowe
  • Tunele podziemne
  • Stanowiska badawcze silników
  • Składy drewna

Jakie są elementy systemu monitorowania płomienia i czy on działa?

Głównym elementem systemu detektora płomienia jest sam detektor. Składa się on z fotoelektrycznych obwodów detekcyjnych, obwodów kondycjonowania sygnału, systemów mikroprocesorowych, obwodów wejścia/wyjścia oraz systemów chłodzenia wiatrem. Czujniki w detektorze płomienia będą wykrywać promieniowanie wysyłane przez płomień, fotoelektryczny przekształca sygnał intensywności promieniowania płomienia na odpowiedni sygnał napięciowy, a ten sygnał będzie przetwarzany w mikrokomputerze jednoukładowym i przekształcany w pożądany sygnał wyjściowy.

Ile jest rodzajów detektorów płomienia i jak one działają? 

Istnieją 3 różne typy detektorów płomienia: Ultra-Violet, Infra-Red i ich kombinacja Ultra-Violet-Infra-Red.

Ultrafiolet (UV)

Ten typ detektora płomienia działa poprzez wykrywanie promieniowania UV w miejscu zapłonu. Niemal wszystkie pożary emitują promieniowanie UV, więc w przypadku pojawienia się płomienia, czujnik zda sobie z tego sprawę i wyprodukuje serię impulsów, które zostaną przetworzone przez elektronikę czujki na wyjście alarmowe.

Istnieją wady i zalety detektora UV. Zalety detektora UV obejmują szybką reakcję, zdolność do reagowania na węglowodory, wodór i pożary metali. Z drugiej strony, wady detektorów UV obejmują reagowanie na spawanie w dużym zasięgu, mogą one również reagować na wyładowania atmosferyczne, iskry, itp.

Podczerwień (IR)

Detektor płomienia na podczerwień działa poprzez sprawdzanie pasma spektralnego podczerwieni w poszukiwaniu pewnych ornamentów, które uwalniają gorące gazy. Urządzenie tego typu wymaga jednak ruchu migotliwego płomienia. Promieniowanie podczerwone może być emitowane nie tylko przez płomienie, ale może być również promieniowane z pieców, lamp itp. Dlatego istnieje większe ryzyko fałszywego alarmu.

UV-IR

Ten typ detektora jest zdolny do wykrywania zarówno promieniowania UV jak i IR, więc posiada zarówno sensor UV jak i IR. Oba czujniki indywidualnie działają tak samo jak te opisane powyżej, ale dodatkowe oba obwody przetwarzają sygnały, które są obecne dzięki obecności obu czujników. W rezultacie, połączona czujka ma lepszą zdolność odrzucania fałszywych alarmów niż pojedyncza czujka UV lub IR.

Chociaż istnieją zalety i wady detektora płomienia UV/IR. Zalety obejmują szybką reakcję i są odporne na fałszywe alarmy. Z drugiej strony, wady detektora płomienia UV/IR obejmują kwestię, że nie może być stosowany do pożarów niewęglowych, jak również jest w stanie wykryć tylko pożary, które emitują zarówno promieniowanie UV/IR, a nie indywidualnie.

Czy są dostępne jakieś produkty? 

FGard IR3 zapewnia doskonałą wydajność w wykrywaniu pożarów węglowodorów. Urządzenie wykorzystuje najnowsze algorytmy wykrywania płomieni w podczerwieni, aby zapewnić maksymalną odporność na fałszywe alarmy. Czujka została poddana niezależnym testom, które wykazały, że jest w stanie wykryć pożar patelni z paliwem węglowodorowym na wysokości prawie 200 stóp w czasie krótszym niż 5 sekund. FGuard IR3 posiada wielo-spektralną podczerwień pozwalającą na wykrywanie płomieni w zasięgu 60 metrów. Może wykrywać wszystkie pożary węglowodorowe bez kondensacji tworzącej się na szybie, poprawiając niezawodność i wydajność w różnych temperaturach. Produkt ten charakteryzuje się szybkim czasem wykrywania, reagując w czasie krótszym niż 5 sekund na ogień o powierzchni 0,1 m² w odległości 60 metrów.

Crowcon oferuje szereg detektorów płomieni na podczerwień (IR) i ultrafiolet (UV) do szybkiego wykrywania płomieni na odległość. W zależności od modelu, obejmuje to różne rodzaje pożarów gazu i paliw, w tym pożary wywołane przez węglowodory, wodór, metale, źródła nieorganiczne i hydroksylowe.

Niebezpieczeństwa związane z wodorem

Jako paliwo, wodór jest wysoce łatwopalny, a jego wycieki stwarzają poważne zagrożenie pożarowe. Jednak pożary wodoru różnią się znacznie od pożarów innych paliw. W przypadku wycieku cięższych paliw i węglowodorów, takich jak benzyna czy olej napędowy, gromadzą się one blisko ziemi. Natomiast wodór jest jednym z najlżejszych pierwiastków na Ziemi, więc w przypadku wycieku gaz szybko rozprasza się w górę. Dzięki temu prawdopodobieństwo zapłonu jest mniejsze, ale dalsza różnica polega na tym, że wodór zapala się i pali łatwiej niż benzyna czy olej napędowy. W rzeczywistości, nawet iskra elektryczności statycznej z palca człowieka wystarczy, aby wywołać wybuch, gdy wodór jest dostępny. Płomień wodoru jest również niewidoczny, więc trudno jest określić, gdzie tak naprawdę się pali, ale generuje on niskie promieniowanie cieplne z powodu braku węgla i ma tendencję do szybkiego wypalania się.

Wodór jest bezwonny, bezbarwny i bez smaku, więc wycieki są trudne do wykrycia wyłącznie za pomocą ludzkich zmysłów. Wodór jest nietoksyczny, ale w pomieszczeniach zamkniętych, takich jak magazyny akumulatorów, może się gromadzić i powodować uduszenie poprzez wypieranie tlenu. To niebezpieczeństwo można w pewnym stopniu zniwelować dodając do paliwa wodorowego substancje zapachowe, nadające mu sztuczny zapach i ostrzegające użytkowników w przypadku wycieku. Ponieważ jednak wodór szybko się rozprasza, jest mało prawdopodobne, aby substancja zapachowa przemieszczała się wraz z nim. Wodór wyciekający w pomieszczeniach szybko się gromadzi, początkowo na poziomie sufitu, a ostatecznie wypełnia pomieszczenie. Dlatego umieszczenie detektorów gazu jest kluczowe dla wczesnego wykrycia wycieku.

Wodór jest zwykle przechowywany i transportowany w zbiornikach z wodorem ciekłym. Ostatnim problemem jest to, że ponieważ jest on sprężony, ciekły wodór jest bardzo zimny. Jeśli wodór wydostanie się ze zbiornika i wejdzie w kontakt ze skórą, może spowodować poważne odmrożenia, a nawet utratę kończyn.

Która technologia czujników jest najlepsza do wykrywania wodoru?

Crowcon posiada szeroką gamę produktów do wykrywania wodoru. Tradycyjne technologie czujników do wykrywania gazów palnych to pelistory i podczerwień (IR). Pelistorowe czujniki gazu (zwane również katalitycznymi czujnikami gazu z koralikami) są podstawową technologią wykrywania gazów palnych od lat 60-tych i możesz przeczytać więcej o czujnikach pelistorowych na naszej stronie poświęconej rozwiązaniom. Jednak ich kluczową wadą jest to, że w środowiskach o niskiej zawartości tlenu czujniki pelistorowe nie będą działać prawidłowo, a nawet mogą ulec awarii. W niektórych instalacjach istnieje ryzyko zatrucia lub zahamowania pracy pelistorów, co pozostawia pracowników bez ochrony. Czujniki pelistorowe nie są również odporne na uszkodzenia, a awaria czujnika nie zostanie wykryta, jeśli nie zostanie zastosowany gaz testowy.

Czujniki na podczerwień są niezawodnym sposobem wykrywania palnych węglowodorów w środowiskach o niskiej zawartości tlenu. Nie są one podatne na zatrucie, więc IR może znacznie zwiększyć bezpieczeństwo w tych warunkach. Przeczytaj więcej o czujnikach IR na naszej stronie poświęconej rozwiązaniom, a różnice między pelistorami i czujnikami IR w poniższym blogu.

Tak jak pelistory są podatne na zatrucie, tak czujniki IR są podatne na silne szoki mechaniczne i termiczne, a także silnie odczuwają zmiany ciśnienia. Dodatkowo, czujniki IR nie mogą być używane do wykrywania wodoru. Dlatego najlepszą opcją do wykrywania wodoru w gazach palnych jest technologia czujników z molekularnym spektrometrem właściwości (MPS™). Nie wymaga ona kalibracji przez cały cykl życia czujnika, a ponieważ MPS wykrywa gazy palne bez ryzyka zatrucia lub fałszywych alarmów, może znacznie obniżyć całkowity koszt posiadania i ograniczyć interakcje z urządzeniami, zapewniając spokój ducha i mniejsze ryzyko dla operatorów. Detekcja gazów z wykorzystaniem spektrometru właściwości molekularnych została opracowana na Uniwersytecie w Nevadzie i jest obecnie jedyną technologią detekcji gazów zdolną do jednoczesnego, bardzo dokładnego wykrywania wielu gazów palnych, w tym wodoru, za pomocą jednego czujnika.

Przeczytaj naszą białą księgę, aby dowiedzieć się więcej o naszej technologii czujników MPS, a aby uzyskać więcej informacji na temat wykrywania wodoru, odwiedź naszą stronę branżową i zapoznaj się z innymi naszymi zasobami dotyczącymi wodoru:

Co trzeba wiedzieć o wodorze?

Zielony wodór - przegląd

Niebieski wodór - przegląd

Xgard Bright MPS zapewnia wykrywanie wodoru w zastosowaniach związanych z magazynowaniem energii

Czy implanty silikonowe pogarszają Twoją wykrywalność gazów?

W zakresie detekcji gazów, pelistory są podstawową technologią wykrywania gazów palnych od lat 60-tych. W większości przypadków, przy prawidłowej konserwacji, pelistory są niezawodnym, opłacalnym środkiem monitorowania poziomu palnych gazów. Istnieją jednak okoliczności, w których technologia ta może nie być najlepszym wyborem, a zamiast niej należy rozważyć technologię podczerwieni (IR).

Continue reading "Czy implanty silikonowe pogarszają Twoją wykrywalność gazów?"