اختيار كاشفات الغاز
تتمثل الوظيفة الرئيسية لكاشف الغاز في تذكير الموظفين المعنيين باتخاذ التدابير ذات الصلة لحماية الموظفين في الموقع والتشغيل الآمن لمعدات الإنتاج والبيئة المحيطة في حالة حدوث تسرب أو خطر وشيك. إذا اخترت أجهزة الكشف المناسبة لاستخدامها ، فستجعلها تعمل بشكل أفضل. هناك مجموعة متنوعة من تقنيات الكشف عن الغازات التي يمكن أن تساعد الصناعة اليوم في حماية الأفراد والإنتاج. بالطبع ، كل تقنية لها مزايا وعيوب. من خلال التقنيات الأكثر شيوعًا التالية ، سنرى أنه لا توجد "أفضل طريقة" واحدة ، فقط أفضل نظام للكشف عن الغاز يجمع بين تقنيات متعددة وفقًا لموقفك الفعلي.
يتكون كاشف الغاز بشكل أساسي من أجهزة الاستشعار والدوائر ذات الصلة. المستشعر هو الجزء الرئيسي للكاشف بأكمله وهو أحد العوامل المهمة لتحديد موثوقيته. في الوقت الحاضر ، هناك تقنيات الكشف عن الغازات التالية: التكنولوجيا الكهروكيميائية ، تكنولوجيا الاحتراق التحفيزي ، تكنولوجيا الشريط الورقي الكيميائي ، تكنولوجيا أكسيد المعدن الصلب ، تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء ، تكنولوجيا التصوير الضوئي ، إلخ.
التكنولوجيا الكهروكيميائية وتكنولوجيا الاحتراق التحفيزي
تحتوي مستشعرات الغاز الكهروكيميائية المختلفة على مكونات مختلفة ، والتي تحدد أنها يمكن أن تتفاعل مع الغازات السامة المقابلة ؛ يمكن لرأس القياس قياس التيار الناتج عن التفاعل وتحويله إلى قيمة تركيز غاز (PPM أو PPB). مستشعرات تحفيزية غاز قابل للاحتراق "عديم اللهب" على كرة مغلفة بالمحفز ؛ يقيس رأس القياس التغير في المقاومة ، ومن خلال تحويل A / D ، يعرض القراءة المقابلة للتغيير. بشكل عام ، يكون الحد الأدنى للانفجار هو المقياس الكامل.
نظرًا للتكلفة المنخفضة نسبيًا لرؤوس القياس الكهروكيميائية والاحتراق التحفيزي ، غالبًا ما تُستخدم للقياسات في "نقاط المصدر" (حيث قد تحدث التسريبات). لذلك ، تكون الاستجابة للتسريبات سريعة ويمكن اكتشافها باستمرار. أيضًا ، نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ، فلا توجد أعطال ميكانيكية.
ومع ذلك ، فإن هذين المستشعرين لهما أيضًا عيوب: بعض مستشعرات الغاز لا تتفاعل فقط مع الغاز المقابل (أي الغاز الذي يجب تصميمه للتفاعل) ، ولكن أيضًا مع الغازات الأخرى (الغازات المتداخلة) ، لذلك إذا لزم الأمر ، يجب توخي الحذر تم اتخاذها لتجنب التصميم واستخدام هذه المستشعرات حيث قد توجد غازات متداخلة أثناء التثبيت. يجب معايرة المستشعر بانتظام ، عادةً مرة كل ثلاثة أشهر (اعتمادًا على تأثير العوامل مثل العلامات التجارية المختلفة ، وبيئة العمل ، وحالة العمل ، وما إلى ذلك) ؛ يحتاج المستشعر عادةً إلى الاستبدال بعد 1 إلى 3 سنوات من الاستخدام (اعتمادًا على عوامل مثل العلامات التجارية المختلفة ، وبيئة العمل ، وظروف العمل ، وما إلى ذلك) المؤثرات). بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بعض أنواع أجهزة الاستشعار المنحل بالكهرباء ، والذي يحتاج إلى التجديد بانتظام.
تكنولوجيا الشريط الورقي الكيميائي
تكتشف تقنية الشريط الورقي الكيميائي الغازات السامة باستخدام شريط ورقي منقوع كيميائيًا. هذا الشريط الورقي مشابه جدًا للورق عباد الشمس ، وسيتغير لونه عندما يواجه غازًا مطابقًا ؛ تقيس آلة الشريط الورقي لون الشريط الورقي من خلال خلية ضوئية وتحولها إلى قيمة تركيز غاز.
تتمثل ميزة هذا النظام في أن آلة الشريط تقدم دليلًا ماديًا على تسرب الغاز بسبب تفاعل تغير اللون (على النقيض من ذلك ، لا ينتج الاحتراق الكهروكيميائي ، والاحتراق التحفيزي ، وأكسيد المعدن الصلب ، ومجسات الأشعة تحت الحمراء سوى إشارة 4-20 مللي أمبير). على وجه الخصوص ، تتأثر أيضًا بالغازات المتداخلة ، ولكن بشكل أقل من الأنواع الكهروكيميائية وأكسيد المعادن الصلبة ، لذلك فهي أكثر تحديدًا منها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لآلة الشريط الكشف عن غازات أكثر من النوع الكهروكيميائي.
عيب آلة الشريط الورقي أنها تستطيع فقط اكتشاف الغازات السامة ولا يمكنها الكشف عن الغازات القابلة للاشتعال مثل الهيدروجين. نظرًا لأن آلة الشريط الورقي باهظة الثمن ، فعادة ما يتم وضعها في المركز وتوصيلها بكل نقطة قياس من خلال أنبوب أخذ العينات ؛ يتم ضخ عينة الغاز لكل نقطة قياس على التوالي. نتيجة لذلك ، هناك فارق زمني كبير بين تسرب الغاز واكتشافه ، ويمكن أن يتسبب الضخ المتسلسل في تجاهل أجهزة الكشف لبعض تسربات الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، يتم امتصاص الغازات التفاعلية (مثل HF ، Cl2 ، HCl ، NH3) بسهولة على أنبوب أخذ العينات ، ولا تستطيع أداة الكشف "رؤية" تسرب الغاز. كانت الأعطال الميكانيكية أيضًا مشكلة في آلات الشريط (محركات الكرتون العالقة ، والبصريات المتسخة ، والمضخات السيئة ، والمرشحات المسدودة ، والتدفق غير المنتظم) ، لذا يلزم إجراء صيانة وقائية منتظمة. المعايرة الدورية للنظام البصري ضرورية أيضًا. توصي الشركة المصنعة باستبدال الشريط الورقي كل ستة أشهر. على الرغم من أن هذه عملية بسيطة ، إلا أن شريط washi مكلف جدًا للشراء والتخلص منه.
تكنولوجيا أكسيد المعادن الصلبة
تصنع مستشعرات أكسيد الفلز الصلب من أكاسيد الفلزات (عادة أكسيد القصدير) وتستجيب لوجود الغاز عن طريق تغيير المقاومة ؛ يقيس رأس القياس التغير في المقاومة ويحولها إلى تركيز.
تتمثل ميزة مستشعرات أكسيد الفلز الصلب في أنها تتمتع بعمر خدمة طويل ، عادةً 10 سنوات. يمكنهم الكشف عن مجموعة واسعة جدًا من الغازات ، حتى تلك التي لا يمكن اكتشافها بواسطة الآلات الكهروكيميائية والأشرطة الورقية. نظرًا لأنها غير مكلفة نسبيًا ، فإنها تستخدم غالبًا للكشف "من المصدر" ، والاستجابة بسرعة للتسريبات ، ويمكن اكتشافها باستمرار. ليس لديهم أجزاء متحركة يمكن أن تسبب عطل ميكانيكي.
على الرغم من أن مستشعرات أكسيد الفلز الصلب يمكنها اكتشاف مجموعة متنوعة من الغازات ولديها حساسية عالية ، إلا أن انتقائها ضعيف ، وبالتالي فإن احتمال "الإيجابيات الزائفة" أعلى بكثير من التقنيات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، عندما لا يتعرضون للغاز الذي يتم اكتشافه لفترة من الوقت ، تتأكسد مستشعرات أكسيد الفلز الصلب وتدخل في حالة "نائمة" ، مما يعني أنها لا تستجيب لتسرب حقيقي للغاز. أيضًا ، توفر مستشعرات أكسيد الفلز الصلب ناتجًا غير خطي ، لذا فإن المعايرة أكثر صعوبة وتستغرق وقتًا أطول من المستشعرات الكهروكيميائية ذات الخرج الخطي.
تقنية الأشعة تحت الحمراء
تستخدم أدوات فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء (FTIR) تقنيات القياس الطيفي للكشف عن الغازات. عندما يمر ضوء الأشعة تحت الحمراء ويمتصه عينة الغاز ، يحدد الجهاز تركيبته من خلال تحليل طيف الامتصاص الخاص به.
بدون شك ، FTIR هي تقنية الغاز الأكثر دقة للتطبيقات العامة ، مع حساسية جيدة وإنذارات كاذبة منخفضة للغاية. لا يتم استهلاك أي قطع غيار ، وبالتالي فإن تكلفة ما بعد الصيانة أقل بكثير من التقنيات الأخرى. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع السعر ، يتم وضع FTIR عادةً في الوسط وتوصيله بنقاط القياس المختلفة من خلال أنابيب أخذ العينات ؛ يتم ضخ عينة الغاز في كل نقطة قياس على التوالي. لذلك ، هناك فارق زمني كبير بين تسرب الغاز واكتشافه.
بالإضافة إلى ذلك ، مثل آلة الشريط الورقي ، الغازات التفاعلية (مثل HF ، Cl2 ، HCl ، NH3) يتم امتصاصها بسهولة على أنبوب أخذ العينات ، ولا تستطيع أداة الكشف "رؤية" تسرب الغاز. تعتبر الأعطال الميكانيكية أيضًا مشكلة في أدوات FTIR: مصاريع دوارة بالية أو عالقة ، والمضخات التالفة.
