Detectoren voor giftige gassen die worden gebruikt in industriële omgevingen
Gassensoren kunnen op basis van hun principes in drie hoofdcategorieën worden ingedeeld:
Gassensoren die gebruikmaken van fysische en chemische eigenschappen, zoals gebaseerd op halfgeleiders (oppervlaktegestuurd, volumegestuurd, gebaseerd op oppervlaktepotentiaal), gebaseerd op katalytische verbranding, gebaseerd op vaste thermische geleidbaarheid, enz. Gassensoren die gebruikmaken van fysieke eigenschappen zoals thermische geleidbaarheid, optische interferentie, infraroodabsorptie , enz. Gassensoren die gebruik maken van elektrochemische eigenschappen, zoals elektrolyse met constant potentieel, galvanische cel, diafragma-ionelektrode, vaste elektrolyt, enz. Afhankelijk van de gevaren classificeren we giftige en schadelijke gassen in twee categorieën: brandbare gassen en giftige gassen. Vanwege hun verschillende eigenschappen en gevaren variëren ook hun detectiemethoden.
Brandbare gassen zijn de meest voorkomende gevaarlijke gassen die voorkomen in industriële omgevingen, zoals petrochemie. Het zijn voornamelijk organische gassen zoals alkanen en bepaalde anorganische gassen zoals koolmonoxide. De explosie van brandbare gassen moet aan bepaalde voorwaarden voldoen, namelijk: een bepaalde concentratie brandbaar gas, een bepaalde hoeveelheid zuurstof en een vuurbron met voldoende warmte om ze te ontsteken, een vochtigheidssensorsonde, een roestvrijstalen elektrische verwarmingsbuis, een PT100-sensor, een vloeistofmagneetklep, een gegoten aluminium verwarming en een verwarmingsspiraal. Dit zijn de drie explosie-elementen (zoals weergegeven in de explosiedriehoek in de linkerfiguur hierboven) die onmisbaar zijn. Met andere woorden: de afwezigheid van een van deze omstandigheden zal geen brand of explosie veroorzaken. Wanneer brandbare gassen (stoom, stof) en zuurstof worden gemengd en een bepaalde concentratie bereiken, zullen ze exploderen bij blootstelling aan een brandbron met een bepaalde temperatuur. De concentratie waarbij brandbare gassen exploderen wanneer ze worden blootgesteld aan een brandbron, noemen we de explosieve concentratielimiet, afgekort als de explosielimiet, die doorgaans wordt uitgedrukt in%.
In feite ontploft dit mengsel niet noodzakelijkerwijs bij welke mengverhouding dan ook en vereist het een concentratiebereik. Het gearceerde gebied weergegeven in de figuur rechtsboven. Wanneer de concentratie brandbaar gas lager is dan LEL (* lage explosiegrens) (onvoldoende concentratie brandbaar gas) en boven UEL (* hoge explosiegrens) (onvoldoende zuurstof), zal er geen explosie plaatsvinden. De LEL en UEL van verschillende brandbare gassen zijn verschillend (zie de inleiding in het achtste nummer), waarmee rekening moet worden gehouden bij het kalibreren van instrumenten. Terwille van * * moeten we doorgaans een alarm afgeven wanneer de concentratie brandbaar gas 10% en 20% van de LEL bedraagt, waarbij 10% LEL wordt bedoeld. Maak een waarschuwing, terwijl 20% LEL een gevarenwaarschuwing wordt genoemd. Daarom noemen wij de brandbaargasdetector LEL-detector. Opgemerkt moet worden dat de 100% die op de LEL-detector wordt weergegeven niet aangeeft dat de concentratie brandbaar gas 100% van het gasvolume bereikt, maar eerder 100% van de LEL bereikt, wat equivalent is aan de onderste explosiegrens van brandbaar gas. Als het methaan is, 100% LEL=4% volumeconcentratie (VOL). In bedrijf is de detector die deze gassen in de LEL-modus meet een gewone katalytische verbrandingsdetector.
Het principe is een detectie-eenheid in twee richtingen (in het algemeen Wheatstone-brug genoemd). Op een van de platinadraadbruggen is een katalytisch verbrandingsmateriaal aangebracht. Ongeacht het soort brandbaar gas, zolang het door de elektrode kan worden ontstoken, zal de weerstand van de platinadraadbrug veranderen als gevolg van temperatuurveranderingen. Deze weerstandsverandering is evenredig met de concentratie van het brandbare gas. De concentratie van het ontvlambare gas kan worden berekend via het circuitsysteem en de microprocessor van het instrument.
