Gedetailleerde inleiding tot kalibratiemethoden voor gasdetectoren
De kalibratie van de gasdetector is afhankelijk van het type gas en het concentratiebereik. Om een bevredigende nauwkeurigheid te bereiken, is het mengsel van doelgas en achtergrondgas uit de omgeving een goed kalibratiegas. In feite worden de meeste kalibratiegassen gekocht bij chemische fabrieken.
A. Voorgemengd kalibratiegas
De methode voor het voormengen van kalibratiegassen is de geprefereerde en meest populaire methode voor kalibratie van gassensoren. Voorgemengde kalibratiegassen kunnen worden gecomprimeerd en bij een bepaalde druk in gascilinders worden opgeslagen. Deze flessen kunnen elk formaat hebben, maar tijdens kalibratie ter plaatse geven mensen de voorkeur aan kleine en lichtgewicht gascilinders. Deze kleine en draagbare gascilinders kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: lagedruk- en hogedrukgasapparatuur.
Lagedrukgascilinders met dunne wanden en een laag gewicht zijn meestal niet recycleerbaar en wegwerpbaar. Hogedrukgascilinders zijn ontworpen voor puur chemisch gevaarlijke stoffen. Voor kalibratiegassen hebben deze cilinders doorgaans dikke wanden en zijn ze bestand tegen een druk van 2000 psi.
Om de sensor te kalibreren en gas onder hoge druk uit de hogedrukcilinder te laten stromen, is een drukregelaar vereist. Het bestaat uit een drukregelaar, een manometer en een stroombegrenzend gat. Een stroombegrenzend gat is een soort extreem klein lijngat dat een bepaalde hoeveelheid luchtstroom onder een bepaalde druk mogelijk maakt.
Tijdens het kalibratieproces hebben sommige sensoren vocht en vochtigheid nodig om de juiste metingen te verkrijgen. Dit bevochtigingsproces is hetzelfde als de nulinstelling van de sensor.
B. Penetratieapparatuur
Het permeatieapparaat is een afgesloten container die chemicaliën in het gas-vloeistofevenwicht bevat. Gasmoleculen dringen door de randen of de bovenklep van de container heen. De permeatiesnelheid van gasmoleculen hangt af van de permeabiliteit en temperatuur van de stof. De permeabiliteit is stabiel over een lange periode. Een constant kalibratiegas dat wordt gevormd door vermenging met indringende chemicaliën. De permeabiliteit ervan is bekend nadat de temperatuur is opgegeven. Hiervoor zijn een meetapparaat met een constant temperatuurkaliber en een debietregelaar nodig. De permeatiebuis transporteert echter voortdurend chemicaliën met een constante snelheid, wat resulteert in opslag- en veiligheidsproblemen. De permeabiliteit van een bepaald gas kan voor de toepassing te hoog of te laag zijn. Gassen met een hoge dampdruk dringen bijvoorbeeld te snel door, terwijl gaschemicaliën met een zeer lage dampdruk een permeabiliteit hebben die voor welk doel dan ook te laag is.
De meeste penetratieapparaten zijn te vinden in laboratoria en worden vaak gebruikt in analytische instrumenten. Voor gasmonitoring is de concentratie die nodig is voor sensorkalibratie typerend voor apparatuur met hoge permeabiliteit. Daarom is de toepassing ervan beperkt.
C. Kruiskalibratie
Door kruiskalibratiemethoden te gebruiken, wordt elke sensor voornamelijk beïnvloed door interferentie van andere gassen. Om bijvoorbeeld 100 procent LEL ethaangas te kalibreren, wordt gewoonlijk 50 procent ELE methaangas gebruikt in plaats van het daadwerkelijke ethaangas. Dit komt omdat ethaan vloeibaar is bij kamertemperatuur met een lage dampspanning. Daarom is het moeilijk om een mengsel van * * te gebruiken en dit onder hoge druk te houden.
Met andere woorden: methaan heeft een hoge dampspanning en is zeer stabiel. Bovendien kan het met lucht worden gemengd en onder hoge druk worden gehouden. Vergeleken met het ethaanmengsel kan methaan voor meer kalibratiedoeleinden worden gebruikt en heeft het een lange levensduur. Een mengsel van 50 procent ethaan wordt gemakkelijk verkregen. Daarom raden fabrikanten van alarmapparatuur voor brandbare gassen aan om methaan te gebruiken als vervanging voor het kalibreren van andere gassen.
Er zijn twee methoden om methaan te gebruiken als vervanging voor het kalibreren van andere gassen.
De eerste methode is om het brandbaar gasalarm te kalibreren met methaan en tegelijkertijd de verkregen meetwaarde te vermenigvuldigen met de responsfactor in de handleiding om de meetwaarden van andere gassen te vervangen. De meest gebruikte katalytische sensoren zijn zo.
De sensor van het katalytische type heeft een lineaire uitgang, dus het gebruik van de responsfactor komt overeen met het volledige schaalbereik. Bij het kalibreren van een sensor met methaan is de output van pentaan bijvoorbeeld slechts de helft van die van methaan. Daarom is de responsfactor van pentaan {{0}}.5. Dus wanneer de sensor daadwerkelijk pentaan detecteert en methaankalibratie gebruikt, wordt de meetwaarde vermenigvuldigd met 0,5 om de meetwaarde van pentaan te verkrijgen.
De tweede methode gebruikt nog steeds methaan als kalibratiegas, maar de kalibratiewaarde is dubbel. Gebruik bijvoorbeeld 50 procent LEL methaankalibratiegas om 100 procent LEL pentaan te kalibreren. Hoewel voor de kalibratie methaangas werd gebruikt, is de aflezing van het instrument na kalibratie de concentratie pentaangas.
D. Gasmenging
Niet alle kalibratiegassen zijn beschikbaar. Zelfs als het wel beschikbaar is, is het mogelijk dat het kalibratiegas niet beschikbaar is bij een bepaalde concentratie of bij een vast achtergrondmengsel. Veel mengsels kunnen echter na verdunning worden gekalibreerd voor gasmonitors met een laag concentratiebereik.
