Выбор детекторов газа
Основной функцией газоанализатора является напоминание соответствующему персоналу о принятии соответствующих мер по защите персонала на объекте, безопасной эксплуатации производственного оборудования и окружающей среды в случае утечки или неминуемой опасности. Если вы выберете правильные детекторы для использования, вы заставите их работать лучше. Существует множество технологий обнаружения газа, которые могут помочь современной промышленности защитить людей и производство. Конечно, каждая технология имеет свои преимущества и недостатки. Из следующих наиболее популярных технологий мы увидим, что не существует единого «наилучшего способа», а есть только лучшая система обнаружения газа, которая сочетает в себе несколько технологий в соответствии с вашей реальной ситуацией.
Детектор газа в основном состоит из датчиков и связанных с ними цепей. Датчик является ключевой частью всего детектора и одним из важных факторов, определяющих его надежность. В настоящее время существуют следующие технологии обнаружения газа: электрохимическая технология, технология каталитического сжигания, технология химической бумажной ленты, технология твердого оксида металла, инфракрасная технология, технология фотоионизации и т. д.
Электрохимическая технология и технология каталитического сжигания
Различные электрохимические датчики газа содержат разные компоненты, которые определяют, что он может реагировать с соответствующим токсичным газом; измерительная головка может измерять ток, генерируемый реакцией, и преобразовывать его в значение концентрации газа (PPM или PPB). Каталитические датчики «беспламенного» горючего газа на шарике с каталитическим покрытием; измерительная головка измеряет изменение сопротивления и посредством аналого-цифрового преобразования отображает соответствующее значение изменения. Как правило, нижним пределом взрывоопасности является полная шкала.
Из-за относительно низкой стоимости электрохимических и каталитических измерительных головок горения их часто используют для измерений в «точках источника» (где могут возникнуть утечки). Поэтому реакция на утечки быстрая и может быть обнаружена постоянно. Кроме того, поскольку нет движущихся частей, отсутствуют механические неисправности.
Однако у этих двух датчиков есть и недостатки: некоторые газовые датчики реагируют не только на соответствующий газ (то есть газ, который должен реагировать), но и на другие газы (мешающие газы), поэтому при необходимости следует соблюдать осторожность. Это сделано для того, чтобы избежать конструкции и использовать эти датчики там, где во время установки могут присутствовать мешающие газы. Датчик необходимо регулярно калибровать, обычно раз в три месяца (в зависимости от влияния таких факторов, как разные марки, рабочая среда, рабочий статус и т. д.); датчик обычно требует замены через 1-3 года использования (в зависимости от таких факторов, как различные марки, рабочая среда, условия труда и т. д.). Кроме того, в датчиках некоторых марок используется электролит, который необходимо регулярно пополнять.
технология химической бумажной ленты
Технология химической бумажной ленты позволяет обнаруживать токсичные газы с помощью химически пропитанной бумажной ленты. Эта бумажная лента очень похожа на лакмусовую бумагу и меняет цвет при контакте с соответствующим газом; Машина для производства бумажной ленты измеряет цвет бумажной ленты с помощью фотоэлемента и преобразует его в значение концентрации газа.
Преимущество этой системы заключается в том, что магнитофон обеспечивает физическое доказательство утечки газа из-за реакции обесцвечивания (в отличие от электрохимического, каталитического горения, твердого оксида металла и инфракрасных датчиков выдается только сигнал 4-20 мА). В частности, на них также влияют мешающие газы, но в меньшей степени, чем на электрохимические и твердые оксиды металлов, поэтому они более специфичны, чем они. Кроме того, ленточная машина может обнаруживать больше газа, чем электрохимическая.
Недостатком машины с бумажной лентой является то, что она может обнаруживать только токсичные газы и не может обнаруживать легковоспламеняющиеся газы, такие как водород. Поскольку машина для бумажной ленты дорогая, ее обычно размещают в центре и соединяют с каждой точкой измерения через трубку для отбора проб; проба газа каждой точки измерения откачивается по очереди. В результате существует значительный временной лаг между утечкой газа и обнаружением, а последовательная откачка может привести к тому, что приборы обнаружения будут игнорировать некоторые утечки газа. Кроме того, химически активные газы (такие как HF, Cl2, HCl, NH3) легко адсорбируются на трубке для отбора проб, и детектор не может «увидеть» утечку газа. Механические сбои также были проблемой для ленточных машин (застрявшие картонные приводы, грязная оптика, неисправные насосы, забитые фильтры, неравномерный поток), поэтому требуется регулярное профилактическое обслуживание. Также необходима периодическая калибровка оптической системы. Производитель рекомендует заменять бумажную ленту каждые шесть месяцев. Хотя это простой процесс, купить и утилизировать ленту васи очень дорого.
Технология твердого оксида металла
Датчики на основе твердого оксида металла изготавливаются из оксидов металлов (обычно оксида олова) и реагируют на присутствие газа изменением сопротивления; измерительная головка измеряет изменение сопротивления и преобразует его в концентрацию.
Преимущество твердотельных оксидных датчиков заключается в том, что они имеют длительный срок службы, обычно 10 лет. Они могут обнаруживать очень широкий спектр газов, даже те, которые не могут быть обнаружены электрохимическими и бумажными лентопротяжными машинами. Поскольку они относительно недороги, их часто используют для обнаружения «у источника», они быстро реагируют на утечки и могут обнаруживаться непрерывно. В них нет движущихся частей, которые могут привести к механическому повреждению.
Хотя датчики на твердом оксиде металла могут обнаруживать различные газы и обладают высокой чувствительностью, их селективность низкая, поэтому вероятность «ложных срабатываний» значительно выше, чем у других технологий. Кроме того, когда они не подвергаются воздействию обнаруживаемого газа в течение определенного периода времени, датчики на основе твердого оксида металла окисляются и переходят в «спящее» состояние, то есть они не реагируют на реальную утечку газа. Кроме того, датчики на основе твердого оксида металла обеспечивают нелинейный выходной сигнал, поэтому калибровка намного сложнее и занимает больше времени, чем электрохимические датчики с линейным выходом.
Инфракрасная технология
Инфракрасные приборы с преобразованием Фурье (FTIR) используют спектрофотометрические методы для обнаружения газов. Когда инфракрасный свет проходит и поглощается измеряемым газом, прибор определяет его состав, анализируя его спектр поглощения.
Без сомнения, ИК-Фурье является наиболее точным газовым методом для общих применений, с хорошей чувствительностью и очень низким уровнем ложных срабатываний. Запасные части не потребляются, поэтому стоимость постобслуживания намного ниже, чем у других технологий. Однако из-за высокой цены ИК-Фурье обычно размещают в центре и соединяют с различными точками измерения через трубы для отбора проб; проба газа в каждой точке измерения откачивается по очереди. Таким образом, между утечкой газа и ее обнаружением существует значительный временной лаг.
Кроме того, как и в машине с бумажной лентой, химически активные газы (такие как HF, Cl2, HCl, NH3) легко адсорбируются на трубке для отбора проб, и прибор обнаружения не может «увидеть» утечку газа. Механические неисправности также являются проблемой для приборов ИК-Фурье: изношенные или заклинившие вращающиеся заслонки, поврежденные насосы.
