Grundlæggende om gasdetektering

Udviklingen inden for gasdetektering har ændret sig betydeligt gennem årene. Nye, innovative ideer fra kanariefugle til bærbart overvågningsudstyr giver medarbejderne kontinuerlig, præcis gasovervågning. Gasdetekteringsudstyr kan opdeles i overvågning af gas ved hjælp af sensorer og gasbaneteknologi, brugergrænsefladen, der informerer mennesker eller udstyr om eventuelle nødvendige handlinger, og det understøttende strømstyringssystem, der holder det hele opladet og i gang. Til pakken kan vi nu tilføje en fjerde overvejelse - kommunikations- og optagelsesteknologi.

Typer af sensorer

Detektion med fotoionisering (PID)

PID-teknologi betragtes generelt som den foretrukne teknologi til overvågning af eksponering for toksiske niveauer af VOC'er. Sensorerne omfatter en lampe som kilde til højenergi-ultraviolet (UV) lys. UV-lysets energi ophidser de neutralt ladede VOC-molekyler (Volatile Organic Compounds) ved at fjerne en elektron, så de bliver ladede. Derefter løber der en strøm mellem to ladede plader i sensoren, og gaskoncentrationen er proportional med denne strøm.

Elektrokemisk

Elektrokemiske sensorer måler gas, som kommer ind gennem et lille hul i cellens overflade, passerer gennem et PTFE-fugt- og oliefilter og ind på en elektrode via en elektrokemisk opløsning. Sensorernes rækkevidde og følsomhed kan varieres ved at bruge forskellige størrelser huller, hvor større huller giver højere følsomhed og opløsning, og mindre huller reducerer følsomheden og opløsningen, men øger rækkevidden. Den målte gastype vælges ved valg af elektrodemateriale, valg af elektrolyt og undertiden brug af filtre til at blokere for uønskede gastyper.

Katalytiske perler (pellistor)

Pellistorsensorer består af to matchede trådspoler, som hver er indkapslet i keramiske perler. Der sendes strøm gennem modstandsspolerne, som opvarmes til ca. 230˚C. En af perlerne indeholder et katalysatormateriale, så når en blanding af luft og brændbar gas kommer ind i sensoren, kommer den i kontakt med perlerne og brænder i nærheden af den, der indeholder katalysatoren. Det resulterer i en temperaturforskel mellem denne aktive og den anden "reference"-kugle. Temperaturforskellen medfører en forskel i modstand, som måles; mængden af gas er direkte proportional med modstandsændringen, så gaskoncentrationen i procent af den nedre eksplosionsgrænse (% LEL*) kan bestemmes nøjagtigt. Pellistorsensorer bruges i vid udstrækning i hele industrien, herunder på boreplatforme, raffinaderier og i underjordiske byggemiljøer som miner og tunneler.

Infrarøde sensorer

Infrarøde emittere i sensoren genererer hver især stråler af IR-lys. Hver stråle passerer gennem en prøve af atmosfæren og måles af en fotomodtager. En "målestråle" med en frekvens på omkring 3,3 μm absorberes af kulbrintegasmolekyler, så stråleintensiteten reduceres, hvis der er en passende koncentration af en gas med C-H-bindinger til stede. En "reference"-stråle (normalt omkring 3,0 μm) absorberes ikke af gas, så den ankommer til modtageren med fuld styrke. %LEL af den tilstedeværende gas bestemmes af forholdet mellem de stråler, der måles af fotomodtageren.

Spektrometer for molekylære egenskaber™ (MPS™)

MPS™-sensorer repræsenterer den nye generation af detektorer til brandfarlige gasser. MPS™ kan hurtigt detektere mange gastyper og identificere over 15 karakteriserede brandfarlige gasser på én gang. Indtil for nylig skulle alle, der havde brug for at overvåge brandfarlige gasser, vælge enten en traditionel detektor til brandfarlige gasser med en pellistorsensor, der var kalibreret til en bestemt gas, eller en infrarød (IR) sensor, hvis output også varierer alt efter den brandfarlige gas, der måles, og som derfor skal kalibreres til hver gas. Selv om disse løsninger er fordelagtige, har de hver især miljøer, hvor de kan bruges, og miljøer, der skal undgås. For eksempel kræver både pellistorer og infrarøde sensorer regelmæssig kalibrering, og de katalytiske pellistorsensorer har også brug for hyppig bump-test for at sikre, at de ikke er blevet beskadiget af forurenende stoffer, der indeholder permanente giftstoffer (kendt som "sensorforgiftningsmidler") eller af barske forhold. I nogle miljøer skal sensorerne skiftes hyppigt, hvilket er dyrt både i form af penge og nedetid samt produkttilgængelighed. IR-teknologi kan ikke detektere brint, som ikke har nogen IR-signatur, og både IR- og pellistor-detektorer detekterer nogle gange tilfældigt andre (dvs. ikke-kalibrerede) gasser, hvilket giver unøjagtige aflæsninger, der kan udløse falske alarmer eller bekymre operatørerne. Løsningen er MPS-sensoren, som registrerer både brint og andre brændbare gasser, identificerer dem og anvender den rigtige kalibrering for hver gas eller gasbestanddel i enhver blanding, som den overvåger.

Nogle instrumenter bruger en pumpe til at levere luft- eller gasprøver til sensoren.

Typer af detektion

Fast

Faste gasdetektorer er permanente installationer, der forbliver monteret på ét sted. De kan sættes op i konfigurationer med en enkelt detektor, i små og store konfigurationer med flere detektorer og i et adresserbart 'daisy chained'-loop. Faste gasdetektorer installeres generelt overalt, hvor der er risiko for anlæg, bygninger eller installationer, og de kan registrere langsomme ophobninger eller større lækager for at give en tidlig eller automatisk advarsel om gaslækage fra en bestemt kilde. De er ofte indstillet til at udløse andre sikkerhedsforanstaltninger, så de kan åbne ventilationskanaler, starte ventilatorer, lukke ventiler eller endda lukke processer ned automatisk, når de opdager et problem. Ofte er de sat op til at advare et kontrolrum eller sikkerhedspersonale om en potentielt farlig gaslækage, så folk kan tage deres forholdsregler. De kan også udløse alarmer for at starte en evakuering. På den anden side er faste gasdetektorer normalt ikke designet til at forhindre, at en medarbejder kommer i kontakt med gassen, selvom nogle systemer har en komponent af områdedækning i deres design. Bærbare gasdetektorer er den bedste måde at beskytte personer, der risikerer at komme i kontakt med giftige eller brændbare gasansamlinger eller -udslip.

Hver fast gasdetektor skal kommunikere med et kontrolpanel. Kontrolpanelet er knudepunktet i det faste gasdetekteringssystem, som sammenligner gasmængderne med forudindstillede niveauer og giver forskellige muligheder for input- og outputfunktioner. Gaskontrolpanelerne er normalt placeret i et sikkert område, men kan installeres i farlige zoner, hvis de er indkapslet korrekt. De kommunikerer med sensorhoveder eller transmittere til gasdetektering og kan forbindes til et centralt punkt, så flere kontrolpaneler/systemer kan fjernovervåges. Der er flere metoder til at kommunikere med faste gasdetektorer. Den mest almindelige er analog, men der er en voksende efterspørgsel efter digital og trådløs kommunikation. Der er også forskellige funktioner tilgængelige via detektoren for at forbedre effektiviteten og reducere den tid, personalet bruger på potentielt farlige steder, og dermed reducere risikoen for mennesker.

Bærbar

Bærbare gasdetektorer er personlige værnemidler, der løbende overvåger brugerens åndedrætszone. Fordi de generelt er små, bæres disse håndholdte, lette og robuste enheder på personen og er konstrueret til at være ergonomiske og bæres diskret. De bruges også nogle gange til at kontrollere lukkede rum som f.eks. tanke, hvor gasrisikoen er kendt, før nogen går ind i rummet. De er beregnet til overvågning på tæt hold og egner sig normalt ikke til langvarig, kontinuerlig overvågning af større rum. Bærbare gasdetektorer er den sikreste måde at beskytte de enkelte medarbejdere på, når de bevæger sig rundt.

Bærbare detektorer gemmer oplysninger om gaseksponering i løbet af et skift samt hændelser som alarmer eller nærved-ulykker. Disse data kan overføres til en cloud-baseret portal for at give mange fordele som f.eks. forbedret driftseffektivitet og overholdelse af sikkerhedskrav samt en robust og fleksibel mekanisme til at levere værdifuld indsigt, der kan handles på. Dataløsninger giver håndgribelige fordele for alle størrelser af bærbare flåder, uanset om gasdetektorer bruges på stedet, uden for stedet eller begge dele. Bærbare gasdetektorer koster typisk mindre end faste systemer, og de fleste er batteridrevne. På den anden side skal hver bruger være ordentligt uddannet til at betjene deres bærbare detektor. Desuden er bærbare detektorer typisk ikke forbundet direkte med andre sikkerhedssystemer. Hvis detektoren udløser en alarm, er brugeren derfor nødt til selv at tage affære for at mindske risikoen for sig selv eller andre.