Λεπτομερής εισαγωγή στη μέθοδο βαθμονόμησης ανιχνευτών αερίων
Α. Προαναμεμιγμένο αέριο βαθμονόμησης
Η μέθοδος προανάμειξης του αερίου βαθμονόμησης είναι η βαθμονόμηση και η μέθοδος του αισθητήρα αερίου. Τα προαναμεμειγμένα αέρια βαθμονόμησης μπορούν να συμπιεστούν και να αποθηκευτούν σε κυλίνδρους υπό πίεση. Αυτά τα μπουκάλια μπορούν να έχουν οποιοδήποτε μέγεθος, αλλά όταν βαθμονομούνται στο χωράφι, οι άνθρωποι προτιμούν μικρότερα, ελαφρύτερα μπουκάλια. Αυτές οι μικρές, φορητές φιάλες αερίου μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: εξοπλισμός αερίου χαμηλής και υψηλής πίεσης.
Οι φιάλες αερίου χαμηλής πίεσης είναι με λεπτά τοιχώματα, ελαφριές και γενικά δεν είναι ανακυκλώσιμες και αναλώσιμες. Οι κύλινδροι αερίου υψηλής πίεσης είναι σχεδιασμένοι για καθαρούς χημικούς κινδύνους. Για τα αέρια βαθμονόμησης, αυτές οι φιάλες έχουν συνήθως παχιά τοιχώματα και μπορούν να αντέξουν πιέσεις έως και 2000 psi.
Για να βαθμονομήσετε τον αισθητήρα και να επιτρέψετε στο αέριο υψηλής πίεσης να ρέει έξω από τη φιάλη αερίου υψηλής πίεσης, απαιτείται μειωτήρας πίεσης. Αποτελείται από έναν ελεγκτή πίεσης, ένα μανόμετρο και μια οπή περιορισμού ροής. Ένα στόμιο περιορισμού ροής είναι μια πολύ μικρή γραμμική οπή που είναι κατάλληλη για να επιτρέπει μια ορισμένη ποσότητα ροής αέρα σε μια δεδομένη πίεση.
Ορισμένοι αισθητήρες απαιτούν υγρασία κατά τη διαδικασία βαθμονόμησης για να λάβουν τις σωστές μετρήσεις. Τα βήματα της διαδικασίας ύγρανσης είναι τα ίδια με τη ρύθμιση του σημείου μηδέν του αισθητήρα.
Β. Εξοπλισμός διείσδυσης
Μια συσκευή διείσδυσης είναι ένα σφραγισμένο δοχείο που περιέχει χημικές ουσίες που εξισώνουν τις αέριες και υγρές φάσεις. Τα μόρια αερίου διαπερνούν το χείλος ή την κορυφή του δοχείου διείσδυσης. Ο ρυθμός διείσδυσης των μορίων αερίου εξαρτάται από τη διαπερατότητα της ουσίας και τη θερμοκρασία. Ο ρυθμός διείσδυσης είναι σταθερός μακροπρόθεσμα. Ένα αέριο σταθερής βαθμονόμησης αναμεμειγμένο με τη διεισδυτική χημική ουσία, η διαπερατότητα του οποίου είναι γνωστή λόγω της θερμοκρασίας. Αυτό απαιτεί θερμοστατικό μετρητή διαμετρήματος και ελεγκτή ροής. Ωστόσο, οι σωλήνες διείσδυσης παρέχουν συνεχώς χημικές ουσίες με σταθερό ρυθμό, γεγονός που δημιουργεί προβλήματα αποθήκευσης και ασφάλειας. Η διαπερατότητα ενός δεδομένου αερίου μπορεί να είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή για την εφαρμογή. Για παράδειγμα, τα αέρια υψηλής πίεσης ατμών διαπερνούν πολύ γρήγορα και τα χημικά αέρια πολύ χαμηλής πίεσης ατμών έχουν ρυθμούς διαπερατότητας που είναι πολύ χαμηλοί για να είναι χρήσιμοι.
Ο εξοπλισμός όσμωσης μπορεί να βρεθεί κυρίως σε εργαστήρια και χρησιμοποιείται συχνά σε αναλυτικά όργανα. Για την παρακολούθηση αερίων, οι συγκεντρώσεις που απαιτούνται για τη βαθμονόμηση του αισθητήρα είναι τυπικές για εξοπλισμό υψηλής διαπερατότητας. Επομένως η εφαρμογή του είναι περιορισμένη.
Γ. Σταυρό βαθμονόμηση
Με τη μέθοδο cross-calibration, κυρίως κάθε αισθητήρας υποφέρει από παρεμβολές από άλλα αέρια. Για παράδειγμα, για τη βαθμονόμηση αερίου αιθανίου 100% LEL, συνήθως χρησιμοποιείται αέριο μεθάνιο 50% ELE αντί του πραγματικού αερίου αιθανίου. Αυτό συμβαίνει επειδή το αιθάνιο είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου και έχει χαμηλή τάση ατμών. Επομένως είναι δύσκολο να χρησιμοποιήσετε ένα ασφαλές μείγμα και να το διατηρήσετε σε υψηλή πίεση.
Με άλλα λόγια, το μεθάνιο έχει υψηλή τάση ατμών και είναι πολύ σταθερό. Επιπλέον, μπορεί να αναμιχθεί με αέρα και να διατηρηθεί σε πολύ υψηλές πιέσεις. Το μεθάνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περισσότερες καταστάσεις βαθμονόμησης από τα μείγματα αιθανίου και έχει μεγάλη διάρκεια ζωής. Ένα μείγμα αιθανίου 50% είναι εύκολα διαθέσιμο. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές συναγερμών καύσιμων αερίων συνιστούν τη χρήση μεθανίου ως υποκατάστατου για τη βαθμονόμηση άλλων αερίων.
Υπάρχουν δύο μέθοδοι για την επίτευξη της χρήσης του μεθανίου ως υποκατάστατου για τη βαθμονόμηση άλλων αερίων. Η πρώτη μέθοδος είναι η βαθμονόμηση του συναγερμού καυσίμου αερίου με μεθάνιο και, ταυτόχρονα, η αντικατάσταση των ενδείξεων για άλλα αέρια πολλαπλασιάζοντας τις μετρήσεις που λαμβάνονται με τους συντελεστές απόκρισης στο εγχειρίδιο. Αυτό συμβαίνει με τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους καταλυτικούς αισθητήρες.
Ο καταλυτικός αισθητήρας είναι μια έξοδος γραμμής, επομένως ο συντελεστής απόκρισης χρησιμοποιείται σύμφωνα με το εύρος πλήρους κλίμακας. Για παράδειγμα, κατά τη βαθμονόμηση ενός αισθητήρα με μεθάνιο, η έξοδος του πεντανίου είναι μόνο η μισή από εκείνη του μεθανίου. Επομένως ο συντελεστής απόκρισης για το πεντάνιο είναι 0.5. Έτσι, όταν ο αισθητήρας ανιχνεύει πραγματικά πεντάνιο αλλά βαθμονομείται με μεθάνιο, η ένδειξη πολλαπλασιάζεται επί 0.5 για να ληφθεί η ένδειξη πεντανίου.
Η δεύτερη μέθοδος εξακολουθεί να χρησιμοποιεί μεθάνιο ως αέριο βαθμονόμησης, αλλά η ένδειξη βαθμονόμησης διπλασιάζεται. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε αέριο βαθμονόμησης μεθανίου 50% για τη βαθμονόμηση πεντανίου 100% LEL. Αν και κατά τη βαθμονόμηση χρησιμοποιήθηκε αέριο μεθάνιο, μετά τη βαθμονόμηση του οργάνου, η μέτρησή του είναι η συγκέντρωση του αερίου πεντανίου.
Δ. Ανάμιξη αερίων
Δεν είναι διαθέσιμα όλα τα αέρια βαθμονόμησης. Ακόμα κι αν είναι διαθέσιμο, είναι πιθανό σε μια συγκεκριμένη συγκέντρωση ή σταθερό μείγμα υποβάθρου, το αέριο βαθμονόμησης να μην είναι διαθέσιμο. Ωστόσο, πολλά μείγματα αερίων μπορούν να αραιωθούν για τη βαθμονόμηση οθονών εύρους αερίων χαμηλής συγκέντρωσης.
