كيف يتم استخدام أجهزة الكشف عن الغازات السامة والخطرة في الصناعة؟
في الواقع ، العديد من الغازات التي نواجهها في الصحة والصرف الصحي عبارة عن خليط من الغازات العضوية وغير العضوية. نظرًا لأسباب مختلفة ، فإن فهمنا الحالي للغازات السامة والضارة يركز بشكل أكبر على الغازات القابلة للاحتراق ، والغازات التي يمكن أن تسبب التسمم الحاد (كبريتيد الهيدروجين ، وسيانيد الهيدروجين ، وما إلى ذلك) ، وبعض الغازات السامة الشائعة (أول أكسيد الكربون) ، والأكسجين وغيرها. أجهزة الكشف ، لذلك ، ستركز هذه المقالة أولاً على إدخال مثل هذه الكواشف ، وتقديم اقتراحات لتطبيق مختلف أجهزة الكشف عن الغازات السامة والضارة (غير العضوية / العضوية) بناءً على الوضع الحالي.
تصنيف أجهزة الكشف عن الغازات السامة والضارة والمكونات الرئيسية لكاشفات الغاز الأصلية هي أجهزة استشعار الغاز.
يمكن تقسيم مستشعرات الغاز إلى ثلاث فئات من حيث المبدأ:
أ) مستشعرات الغاز التي تستخدم الخصائص الفيزيائية والكيميائية: مثل نوع أشباه الموصلات (نوع التحكم في السطح ، نوع التحكم في الحجم ، نوع السطح المحتمل) ، نوع الاحتراق التحفيزي ، نوع التوصيل الحراري الصلب ، إلخ.
ب) مستشعرات الغاز التي تستخدم الخصائص الفيزيائية: مثل التوصيل الحراري ، تداخل الضوء ، امتصاص الأشعة تحت الحمراء ، إلخ.
ج) مستشعرات الغاز التي تستخدم الخصائص الكهروكيميائية: مثل التحليل الكهربائي المستمر ، والبطارية الجلفانية ، والقطب الكهربي الأيوني الغشائي ، والإلكتروليت الثابت ، إلخ.
وفقًا للمخاطر ، نقسم الغازات السامة والضارة إلى فئتين: الغازات القابلة للاشتعال والغازات السامة.
نظرًا لاختلاف خصائصها ومخاطرها ، تختلف طرق الكشف أيضًا.
الغاز القابل للاحتراق هو أخطر الغازات الموجودة في البتروكيماويات والمناسبات الصناعية الأخرى. وهي عبارة عن غازات عضوية بشكل أساسي مثل الألكانات وبعض الغازات غير العضوية مثل أول أكسيد الكربون. يجب أن يفي انفجار الغاز القابل للاحتراق بشروط معينة ، أي: تركيز معين للغاز القابل للاحتراق ، وكمية معينة من الأكسجين وحرارة كافية لإشعال مصدر النار ، وهذه هي العناصر الثلاثة للانفجار (مثل مثلث الانفجار الموضح في الشكل الأيسر أعلاه) ، عدم وجود أحد ، أي عدم وجود أي من هذه الشروط لن يؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار. عندما يتم خلط الغاز القابل للاشتعال (البخار والغبار) والأكسجين والوصول إلى تركيز معين ، يحدث انفجار عند مواجهة مصدر حريق بدرجة حرارة معينة. نطلق على تركيز الغاز القابل للاحتراق الذي ينفجر عندما يواجه مصدر حريق حد تركيز الانفجار ، والمشار إليه بحدود الانفجار ، ويتم التعبير عنه عمومًا بنسبة مئوية. في الواقع ، لا ينفجر هذا الخليط عند أي نسبة خلط ولكن له نطاق تركيز.
لن يحدث أي انفجار عندما يكون تركيز الغاز القابل للاشتعال أقل من LEL (الحد الأدنى للانفجار) (تركيز الغاز القابل للاشتعال غير الكافي) وفوق UEL (الحد الأعلى للانفجار) (الأكسجين غير الكافي). يختلف LEL و UEL للغازات القابلة للاحتراق المختلفة (انظر مقدمة العدد الثامن) ، والتي يجب الانتباه إليها عند معايرة الجهاز. من أجل السلامة ، يجب عمومًا إصدار إنذار عندما يكون تركيز الغاز القابل للاحتراق 10 في المائة و 20 في المائة من الحد الأدنى للانفجار ، هنا ، 10 في المائة يعني الحد الأدنى للإنذار. كإنذار تحذير ، و 20 في المائة من الحد الأدنى للإنذار كإنذار خطر. هذا هو السبب في أننا نطلق على كاشف الغاز القابل للاحتراق المعروف أيضًا باسم كاشف LEL.
وتجدر الإشارة إلى أن نسبة 100 في المائة المعروضة على كاشف الحد الأدنى للإنفجار لا تعني أن تركيز الغاز القابل للاحتراق يصل إلى 100 في المائة من حجم الغاز ، ولكنه يصل إلى 100 في المائة من الحد الأدنى للانفجار ، وهو ما يعادل أدنى حد لانفجار المادة القابلة للاحتراق غاز. إذا كان الميثان ، فإن تركيز الحجم بنسبة 100 بالمائة LEL =4 بالمائة (VOL). في العمل ، يعد الكاشف الذي يقيس هذه الغازات بواسطة LEL هو كاشف الاحتراق التحفيزي الشائع. مبدأها هو وحدة الكشف عن الجسر ذو الاتجاهين (المعروف باسم جسر ويتستون). إن أحد جسور الأسلاك البلاتينية مغطى بمواد احتراق تحفيزية. بغض النظر عن نوع الغاز القابل للاشتعال ، طالما أنه يمكن إشعاله بواسطة الأقطاب الكهربائية ، ستتغير مقاومة جسر السلك البلاتيني بسبب التغيرات في درجات الحرارة. يكون تركيز الغاز القابل للاحتراق في نسبة معينة ، ويمكن حساب تركيز الغاز القابل للاحتراق من خلال نظام الدائرة والمعالج الدقيق للأداة. تتوفر أيضًا في السوق أجهزة الكشف عن الموصلية الحرارية VOL التي تقيس تركيز حجم الغازات القابلة للاحتراق مباشرة. في الوقت نفسه ، توجد بالفعل أجهزة كشف مدمجة LEL / VOL. يعتبر كاشف قابلية الاشتعال VOL مناسبًا بشكل خاص لقياس التركيزات الحجمية (VOL) للغازات القابلة للاشتعال في البيئات التي تفتقر إلى الأكسجين (الأكسجين غير الكافي).
يمكن أن توجد الغازات السامة ليس فقط في إنتاج المواد الخام ، مثل معظم المواد الكيميائية العضوية (VOC) ، ولكن أيضًا في المنتجات الثانوية للروابط المختلفة في عملية الإنتاج ، مثل الأمونيا وأول أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين ، إلخ. هي أخطر الأخطار على العمال. لا يشمل هذا النوع من الأذى الضرر الفوري فقط ، مثل الانزعاج الجسدي ، والمرض ، والوفاة ، وما إلى ذلك ، ولكن أيضًا الضرر طويل الأمد الذي يلحق بجسم الإنسان ، مثل الإعاقة والسرطان وما إلى ذلك. إن الكشف عن هذه الغازات السامة والضارة مشكلة يجب أن تبدأ دولنا النامية في الاهتمام بها بشكل كامل.
