Toxische en schadelijke gasdetectortoepassingen in de industrie
A) 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. B) Gassensoren die gebruikmaken van fysieke eigenschappen zoals thermische geleidbaarheid, optische interferentie, infraroodabsorptie, enz. C) 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 gevaarlijke gassen die vaak voorkomen in industriële omgevingen, zoals petrochemie, en bestaan voornamelijk uit 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. Dit zijn de drie elementen van explosie (zoals weergegeven in de explosiedriehoek in de linkerfiguur hierboven), die allemaal 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 afbeelding rechtsboven. Wanneer de concentratie brandbaar gas lager is dan LEL (minimale explosiegrens) (onvoldoende concentratie brandbaar gas) en boven UEL (maximale 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. Om veiligheidsredenen moeten we doorgaans alarm slaan als 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 brandbaar gasdetector 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 overeenkomt met de laagste explosiegrens van brandbaar gas. Als het methaan is, 100% LEL=4% volumeconcentratie (VOL). In bedrijf is de detector die deze gassen meet met behulp van de LEL-methode een gebruikelijke katalytische verbrandingsdetector. Het principe is een detectie-eenheid met dubbele brug (algemeen bekend als een Wheatstone-brug). Op een van de platinadraadbruggen wordt een katalytische verbrandingsstof aangebracht. Ongeacht het brandbare 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 ontvlambare gas, en de concentratie van het ontvlambare gas kan worden berekend via het circuitsysteem en de microprocessor van het instrument. Er zijn ook VOL-detectoren met thermische geleidbaarheid die rechtstreeks de volumeconcentratie van brandbare gassen meten, op de markt verkrijgbaar, en er zijn al detectoren die LEL/VOL combineren. De VOL-detector voor brandbare gassen is bijzonder geschikt voor het meten van de volumeconcentratie (VOL) van brandbare gassen in zuurstofarme omgevingen. Giftige gassen kunnen voorkomen in zowel productiegrondstoffen, zoals de meeste organische chemicaliën (VOC's), als in bijproducten in verschillende stadia van het productieproces, zoals ammoniak, koolmonoxide, waterstofsulfide, enzovoort. Dit zijn de gevaarlijkste factoren voor werknemers. Dit soort schade omvat niet alleen directe schade, zoals lichamelijk ongemak, ziekte, dood, enz., maar omvat ook schade op de lange- termijn aan het menselijk lichaam, zoals invaliditeit, kanker, enz. De detectie van deze giftige en schadelijke gassen is een probleem waar ontwikkelingslanden hun volledige aandacht aan moeten besteden. TWA (8-uur statistisch gewogen gemiddelde), STEL (15 minuten kortetermijnblootstellingsniveau), IDLH (onmiddellijke dodelijke dosis) van veel voorkomende giftige en schadelijke gassen in de tabel
