Η Εφαρμογή των Ανιχνευτών Αερίων στη Βιομηχανία
Εφαρμογή Ανιχνευτών Τοξικών και Επιβλαβών Αερίων στη Βιομηχανία
Στην πραγματικότητα, πολλά από τα αέρια που συναντώνται στην ασφάλεια και την υγεία είναι μείγματα οργανικών και ανόργανων αερίων. Για διάφορους λόγους, η τρέχουσα κατανόησή μας για τα τοξικά και επιβλαβή αέρια επικεντρώνεται ακόμη περισσότερο σε εύφλεκτα αέρια, αέρια που μπορούν να προκαλέσουν οξεία δηλητηρίαση (όπως υδρόθειο και κυανουρικό οξύ), καθώς και σε ορισμένα κοινά τοξικά αέρια (όπως το μονοξείδιο του άνθρακα) , οξυγόνο και άλλους ανιχνευτές. Επομένως, αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί πρώτα στην εισαγωγή αυτών των τύπων ανιχνευτών και θα παρέχει προτάσεις για την εφαρμογή διαφόρων ανιχνευτών τοξικών και επιβλαβών (ανόργανων/οργανικών) αερίων με βάση την τρέχουσα κατάσταση.
Η ταξινόμηση των τοξικών και επιβλαβών ανιχνευτών αερίων και το βασικό συστατικό του αρχικού ανιχνευτή αερίου είναι οι αισθητήρες αερίων.
Οι αισθητήρες αερίου μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες κατ' αρχήν:
Α) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν φυσικές και χημικές ιδιότητες, όπως τύπο ημιαγωγού (ελεγχόμενη επιφάνεια, ελεγχόμενος όγκος, τύπος επιφανειακού δυναμικού), τύπος καταλυτικής καύσης, τύπος στερεής θερμικής αγωγιμότητας κ.λπ.
Β) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν φυσικές ιδιότητες, όπως θερμική αγωγιμότητα, οπτικές παρεμβολές, απορρόφηση υπερύθρων κ.λπ.
Γ) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές ιδιότητες, όπως ηλεκτρόλυση σταθερού δυναμικού, μπαταρία Gavanni, ηλεκτρόδιο ιόντων μεμβράνης, σταθερός ηλεκτρολύτης κ.λπ.
Ανάλογα με τους κινδύνους, ταξινομούμε τα τοξικά και επιβλαβή αέρια σε δύο κατηγορίες: εύφλεκτα αέρια και τοξικά αέρια.
Λόγω των διαφορετικών ιδιοτήτων και των κινδύνων τους, οι μέθοδοι ανίχνευσης ποικίλλουν επίσης.
Το καύσιμο αέριο είναι το πιο κοινό επικίνδυνο αέριο που συναντάται σε βιομηχανικά περιβάλλοντα όπως η πετροχημική βιομηχανία. Αποτελείται κυρίως από οργανικά αέρια όπως τα αλκάνια και ορισμένα ανόργανα αέρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα. Η έκρηξη των καύσιμων αερίων πρέπει να πληροί ορισμένες προϋποθέσεις, δηλαδή μια ορισμένη συγκέντρωση καύσιμων αερίων, μια ορισμένη ποσότητα οξυγόνου και αρκετή θερμότητα για να αναφλεγεί η πηγή ανάφλεξής τους. Αυτά είναι τα τρία βασικά στοιχεία της έκρηξης και κανένα από αυτά δεν είναι απαραίτητο. Με άλλα λόγια, η απουσία οποιασδήποτε από αυτές τις συνθήκες δεν θα προκαλέσει πυρκαγιά ή έκρηξη. Όταν τα εύφλεκτα αέρια (ατμός, σκόνη) και το οξυγόνο αναμειγνύονται και φτάσουν σε μια ορισμένη συγκέντρωση, θα συμβεί έκρηξη όταν συναντήσετε μια πηγή πυρκαγιάς με μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ονομάζουμε τη συγκέντρωση καύσιμου αερίου που εκρήγνυται όταν συναντήσει την πηγή πυρκαγιάς ως όριο συγκέντρωσης έκρηξης, που αναφέρεται ως όριο ευφλεκτότητας, το οποίο γενικά εκφράζεται σε ποσοστό . Στην πραγματικότητα, αυτό το μείγμα δεν εκρήγνυται απαραίτητα σε οποιαδήποτε αναλογία ανάμειξης και απαιτεί εύρος συγκέντρωσης.
Η έκρηξη δεν θα συμβεί όταν η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου είναι κάτω από το LEL (* χαμηλό όριο έκρηξης) (ανεπαρκής συγκέντρωση καύσιμου αερίου) και όταν η συγκέντρωσή του είναι πάνω από το UEL (* υψηλό όριο έκρηξης) (ανεπαρκές οξυγόνο). Το LEL και το UEL των διαφορετικών εύφλεκτων αερίων είναι διαφορετικά (ανατρέξτε στην εισαγωγή στο όγδοο τεύχος), το οποίο θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη βαθμονόμηση του οργάνου. Για λόγους * *, θα πρέπει γενικά να εκδώσουμε συναγερμό όταν η συγκέντρωση καύσιμου αερίου είναι 10 τοις εκατό και 20 τοις εκατό του LEL, όπου καλείται το 10 τοις εκατό LEL. Κάντε έναν προειδοποιητικό συναγερμό και το 20 τοις εκατό LEL ονομάζεται συναγερμός κινδύνου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αναφερόμαστε στους ανιχνευτές καύσιμων αερίων ως ανιχνευτές LEL.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το 100 τοις εκατό που εμφανίζεται στον ανιχνευτή LEL δεν σημαίνει ότι η συγκέντρωση των καύσιμων αερίων φτάνει το 100 τοις εκατό του όγκου του αερίου, αλλά μάλλον φτάνει το 100 τοις εκατό του LEL, που ισοδυναμεί με το ελάχιστο όριο εκρηκτικότητας των καύσιμων αερίων . Εάν είναι μεθάνιο, 100 τοις εκατό LEL=4 τοις εκατό συγκέντρωση όγκου (VOL). Στην εργασία, οι ανιχνευτές που μετρούν αυτά τα αέρια χρησιμοποιώντας τη μέθοδο LEL είναι κοινοί ανιχνευτές καταλυτικής καύσης. Η αρχή του είναι μια μονάδα ανίχνευσης διπλής γέφυρας (κοινώς αναφέρεται ως γέφυρα Wheatstone). Μία από αυτές τις συρμάτινες γέφυρες πλατίνας είναι επικαλυμμένη με ουσίες καταλυτικής καύσης. Εφόσον οποιοδήποτε εύφλεκτο αέριο μπορεί να αναφλεγεί από το ηλεκτρόδιο, η αντίσταση της συρμάτινης γέφυρας πλατίνας θα αλλάξει λόγω αλλαγών θερμοκρασίας. Αυτή η αλλαγή αντίστασης είναι ανάλογη με τη συγκέντρωση του καύσιμου αερίου. Η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου μπορεί να υπολογιστεί μέσω του συστήματος κυκλώματος και του μικροεπεξεργαστή του οργάνου. Στην αγορά υπάρχουν επίσης ανιχνευτές θερμικής αγωγιμότητας VOL που μετρούν απευθείας τη συγκέντρωση όγκου των εύφλεκτων αερίων, ενώ υπάρχουν ήδη ανιχνευτές που συνδυάζουν LEL/VOL. Ο εύφλεκτος ανιχνευτής VOL είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για τη μέτρηση της συγκέντρωσης όγκου (VOL) των εύφλεκτων αερίων σε υποξικά (ανεπάρκεια οξυγόνου) περιβάλλοντα.
