مقدمة تفصيلية لطرق المعايرة لأجهزة كشف الغاز
تعتمد معايرة كاشف الغاز على نوع الغاز ونطاق تركيزه. من أجل تحقيق دقة مرضية، فإن خليط الغاز المستهدف والغاز المحيط الخلفي هو غاز معايرة جيد. في الواقع، يتم شراء معظم غازات المعايرة من مصنع الكيماويات.
أ. غاز المعايرة المختلط مسبقًا
تعد طريقة الخلط المسبق لغازات المعايرة هي الطريقة المفضلة والأكثر شيوعًا لمعايرة مستشعر الغاز. يمكن ضغط غازات المعايرة المخلوطة مسبقًا وتخزينها في أسطوانات الغاز عند ضغط معين. يمكن أن تكون هذه الزجاجات بأي حجم، ولكن أثناء المعايرة في الموقع، يفضل الأشخاص أسطوانات الغاز الصغيرة وخفيفة الوزن. يمكن تقسيم أسطوانات الغاز الصغيرة والمحمولة هذه إلى فئتين: معدات الغاز ذات الضغط المنخفض والضغط العالي.
عادةً ما تكون أسطوانات الغاز ذات الضغط المنخفض ذات الجدران الرقيقة والوزن الخفيف غير قابلة لإعادة التدوير ويمكن التخلص منها. تم تصميم أسطوانات الغاز ذات الضغط العالي للمواد الكيميائية الخطرة. بالنسبة لغازات المعايرة، تحتوي هذه الأسطوانات عادة على جدران سميكة ويمكنها تحمل ضغط يصل إلى 2000 رطل لكل بوصة مربعة.
من أجل معايرة المستشعر والسماح للغاز عالي الضغط بالتدفق خارج أسطوانة الضغط العالي، يلزم وجود مخفض ضغط. وهو يتألف من جهاز التحكم في الضغط، ومقياس الضغط، وثقب تحديد التدفق. ثقب تحديد التدفق هو نوع من فتحات الخط الصغيرة للغاية التي تسمح بتدفق كمية معينة من الهواء تحت ضغط معين.
أثناء عملية المعايرة، تحتاج بعض أجهزة الاستشعار إلى الرطوبة للحصول على القراءات المناسبة. عملية الترطيب هذه هي نفس عملية ضبط المستشعر على الصفر.
ب. معدات الاختراق
جهاز التخلل عبارة عن حاوية محكمة الغلق تحتوي على مواد كيميائية متوازنة بين الغاز والسائل. تخترق جزيئات الغاز الحواف أو الغطاء العلوي للحاوية. يعتمد معدل تخلل جزيئات الغاز على نفاذية المادة ودرجة حرارتها. النفاذية مستقرة على مدى فترة طويلة من الزمن. غاز ذو معايرة ثابتة يتكون من خلطه بمواد كيميائية مخترقة، وتعرف نفاذيته بعد إعطاء درجة الحرارة. وهذا يتطلب جهاز قياس درجة حرارة ثابتة وجهاز تحكم في التدفق. ومع ذلك، فإن أنبوب التخلل ينقل المواد الكيميائية بشكل مستمر بمعدل ثابت، مما يؤدي إلى مشاكل في التخزين والسلامة. قد تكون نفاذية غاز معين مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا بحيث لا يمكن تطبيقها. على سبيل المثال، تخترق الغازات ذات ضغط البخار المرتفع بسرعة كبيرة جدًا، في حين أن المواد الكيميائية الغازية ذات ضغط البخار المنخفض جدًا لها نفاذية منخفضة جدًا لأي غرض.
يمكن العثور على معظم أجهزة الاختراق في المختبرات وغالباً ما تستخدم في الأدوات التحليلية. بالنسبة لمراقبة الغاز، يعتبر التركيز المطلوب لمعايرة المستشعر نموذجيًا للمعدات ذات النفاذية العالية. ولذلك، فإن تطبيقه محدود.
ج. المعايرة المتقاطعة
باستخدام طرق المعايرة المتقاطعة، يتأثر كل مستشعر بشكل أساسي بالتداخل من الغازات الأخرى. على سبيل المثال، لمعايرة 100 بالمائة من الحد الأدنى للانفجار من غاز الإيثان، عادةً ما يتم استخدام 50 بالمائة من غاز الميثان بدلاً من غاز الإيثان الفعلي. وذلك لأن الإيثان سائل في درجة حرارة الغرفة مع ضغط بخار منخفض. ولذلك فإنه من الصعب استخدام خليط من* *والمحافظة عليه عند ضغط مرتفع.
بمعنى آخر، يتمتع الميثان بضغط بخار مرتفع وهو مستقر جدًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن خلطه بالهواء والحفاظ عليه عند ضغط مرتفع. بالمقارنة مع خليط الإيثان، يمكن استخدام الميثان لأغراض معايرة أكثر وله عمر طويل. ويمكن الحصول بسهولة على خليط الإيثان بنسبة 50%. ولذلك، يوصي مصنعو أجهزة إنذار الغاز القابل للاحتراق باستخدام غاز الميثان كبديل لمعايرة الغازات الأخرى.
هناك طريقتان لاستخدام الميثان كبديل لمعايرة الغازات الأخرى.
الطريقة الأولى هي معايرة إنذار الغاز القابل للاحتراق بالميثان، وفي نفس الوقت ضرب القراءة التي تم الحصول عليها بعامل الاستجابة في الدليل لتحل محل قراءات الغازات الأخرى. أجهزة الاستشعار الحفزية الأكثر استخدامًا هي هكذا.
مستشعر النوع الحفاز هو مخرج خطي، وبالتالي فإن استخدام عامل الاستجابة يتوافق مع النطاق الكامل. على سبيل المثال، عند معايرة جهاز استشعار باستخدام الميثان، يكون ناتج البنتان نصف إنتاج الميثان فقط. ولذلك فإن عامل استجابة البنتان هو {{0}}.5. لذلك عندما يكتشف المستشعر فعليًا البنتان ويستخدم معايرة الميثان، يتم ضرب القراءة بـ 0.5 للحصول على قراءة البنتان.
الطريقة الثانية لا تزال تستخدم الميثان كغاز المعايرة، ولكن قراءة المعايرة مضاعفة. على سبيل المثال، استخدام غاز معايرة الحد الأدنى للانفجار من الميثان بنسبة 50 بالمائة لمعايرة البنتان بنسبة 100 بالمائة من الحد الأدنى للانفجار. على الرغم من استخدام غاز الميثان للمعايرة، فإن قراءة الجهاز بعد المعايرة هي تركيز غاز البنتان.
د- خلط الغاز
ليست كل غازات المعايرة متوفرة. وحتى لو كان متاحًا، فمن الممكن ألا يتوفر غاز المعايرة بتركيز معين أو خليط بخلفية ثابتة. ومع ذلك، يمكن معايرة العديد من المخاليط لأجهزة مراقبة الغاز ذات نطاق التركيز المنخفض بعد التخفيف.
