مقدمة تفصيلية لطريقة معايرة كاشف الغاز
أ. غاز المعايرة المخلوط مسبقًا
طريقة الخلط المسبق لغاز المعايرة هي معايرة وطريقة مستشعر الغاز. يمكن ضغط غازات المعايرة المخلوطة مسبقًا وتخزينها في أسطوانات تحت الضغط. يمكن أن تكون هذه الزجاجات بأي حجم، ولكن عند المعايرة في الميدان، يفضل الأشخاص الزجاجات الأصغر حجمًا والأخف وزنًا. يمكن تقسيم زجاجات الغاز الصغيرة المحمولة هذه إلى فئتين: معدات الغاز ذات الضغط المنخفض والضغط العالي.
تتميز أسطوانات الغاز ذات الضغط المنخفض بأنها رقيقة الجدران، وخفيفة الوزن، وغير قابلة لإعادة التدوير أو التخلص منها بشكل عام. تم تصميم أسطوانات الغاز ذات الضغط العالي للتعامل مع المخاطر الكيميائية البحتة. بالنسبة لغازات المعايرة، عادة ما تكون لهذه الزجاجات جدران سميكة ويمكنها تحمل ضغوط تصل إلى 2000 رطل لكل بوصة مربعة.
من أجل معايرة المستشعر والسماح بتدفق الغاز عالي الضغط من زجاجة الغاز عالي الضغط، يلزم وجود مخفض للضغط. وهو يتألف من جهاز التحكم في الضغط، ومقياس الضغط، وفتحة تقييد التدفق. فتحة تقييد التدفق عبارة عن فتحة خطية صغيرة جدًا مناسبة للسماح بتدفق كمية معينة من الهواء عند ضغط معين.
تتطلب بعض المستشعرات الرطوبة أثناء عملية المعايرة للحصول على القراءات الصحيحة. خطوات عملية الترطيب هي نفس خطوات إعداد نقطة الصفر للمستشعر.
ب. معدات الاختراق
جهاز النفاذ عبارة عن حاوية محكمة الغلق تحتوي على مواد كيميائية تعادل الطور الغازي والسائل. تتخلل جزيئات الغاز من خلال حافة أو أعلى حاوية النفاذ. يعتمد معدل تغلغل جزيئات الغاز على نفاذية المادة ودرجة الحرارة. معدل الاختراق مستقر على المدى الطويل. غاز معايرة ثابتة مخلوط بمادة كيميائية مخترقة، وتعرف نفاذيته بمعرفة درجة الحرارة. وهذا يتطلب مقياس عيار ثرموستاتي ووحدة تحكم في التدفق. ومع ذلك، فإن الأنابيب المتخللة تقوم باستمرار بتوصيل المواد الكيميائية بمعدل ثابت، مما يخلق مشكلات في التخزين والسلامة. قد تكون نفاذية غاز معين مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا بحيث لا يمكن تطبيقها. على سبيل المثال، تتخلل الغازات ذات ضغط البخار المرتفع بسرعة كبيرة جدًا، كما أن المواد الكيميائية الغازية ذات ضغط البخار المنخفض جدًا لها معدلات نفاذية منخفضة جدًا بحيث لا تكون ذات فائدة.
يمكن العثور على معدات التناضح في الغالب في المختبرات وغالبًا ما يتم استخدامها في الأدوات التحليلية. بالنسبة لرصد الغاز، تعتبر التركيزات المطلوبة لمعايرة أجهزة الاستشعار نموذجية للمعدات ذات النفاذية العالية. ولذلك فإن تطبيقه محدود.
ج. المعايرة المتقاطعة
مع طريقة المعايرة المتقاطعة، يعاني كل مستشعر بشكل أساسي من التداخل من الغازات الأخرى. على سبيل المثال، لمعايرة غاز الإيثان بنسبة 100% LEL، يتم عادةً استخدام غاز الميثان ELE بنسبة 50% بدلاً من غاز الإيثان الفعلي. وذلك لأن الإيثان سائل في درجة حرارة الغرفة وله ضغط بخار منخفض. ولذلك يصعب استخدام خليط آمن والحفاظ عليه عند ضغط مرتفع.
بمعنى آخر، يتمتع الميثان بضغط بخار مرتفع وهو مستقر جدًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن خلطه بالهواء والحفاظ عليه عند ضغوط عالية جدًا. يمكن استخدام الميثان في حالات معايرة أكثر من مخاليط الإيثان، كما أنه يتمتع بعمر طويل. يتوفر بسهولة خليط إيثان بنسبة 50%. ولذلك، يوصي مصنعو أجهزة إنذار الغاز القابل للاحتراق باستخدام غاز الميثان كبديل لمعايرة الغازات الأخرى.
هناك طريقتان لإنجاز استخدام الميثان كبديل لمعايرة الغازات الأخرى. الطريقة الأولى هي معايرة إنذار الغاز القابل للاحتراق بالميثان، وفي نفس الوقت، استبدال قراءات الغازات الأخرى عن طريق ضرب القراءات التي حصلت عليها عوامل الاستجابة في الدليل. هذا هو الحال مع أجهزة الاستشعار الحفزية الأكثر استخدامًا.
المستشعر الحفاز هو مخرج خطي، لذلك يتم استخدام عامل الاستجابة بما يتماشى مع النطاق الكامل. على سبيل المثال، عند معايرة جهاز استشعار باستخدام الميثان، يكون ناتج البنتان نصف إنتاج الميثان فقط. ولذلك فإن عامل الاستجابة للبنتان هو 0.5. لذلك عندما يكتشف المستشعر فعليًا البنتان ولكن تتم معايرته بالميثان، يتم ضرب القراءة بـ 0.5 للحصول على قراءة البنتان.
أما الطريقة الثانية فلا تزال تستخدم الميثان كغاز المعايرة، ولكن قراءة المعايرة تتضاعف. على سبيل المثال، استخدم غاز معايرة الميثان بنسبة 50% من الحد الأدنى للانفجار لمعايرة البنتان بنسبة 100% من الحد الأدنى للانفجار. على الرغم من استخدام غاز الميثان أثناء المعايرة، إلا أنه بعد معايرة الجهاز، تكون قراءته هي تركيز غاز البنتان.
د- خلط الغاز
ليست كل غازات المعايرة متوفرة. وحتى لو كان متاحًا، فمن الممكن أنه عند تركيز معين أو خليط خلفية ثابت، لا يتوفر غاز المعايرة. ومع ذلك، يمكن تخفيف العديد من مخاليط الغاز لمعايرة أجهزة مراقبة الغاز ذات التركيز المنخفض.
