De basis van gasdetectie

De evolutie van gasdetectie is in de loop der jaren aanzienlijk veranderd. Nieuwe, innovatieve ideeën, van kanaries tot draagbare bewakingsapparatuur, bieden werknemers continue nauwkeurige gasbewaking. Gasdetectieapparatuur kan worden onderverdeeld in het monitoren van gas met behulp van sensoren en gaspadtechnologie, de gebruikersinterface die mensen of apparatuur informeert over noodzakelijke acties en het ondersteunende energiebeheersysteem dat ervoor zorgt dat alles opgeladen en werkend blijft. Aan het pakket kunnen we nu een vierde overweging toevoegen - communicatie- en opnametechnologie.

Soorten sensoren

Foto-ionisatiedetectie (PID)

PID-technologie wordt over het algemeen beschouwd als de voorkeurstechnologie voor het bewaken van de blootstelling aan giftige VOC-niveaus. De sensoren bevatten een lamp als bron van hoogenergetisch ultraviolet (UV) licht. De energie van het UV-licht exciteert de neutraal geladen VOC-moleculen (Volatile Organic Compounds - vluchtige organische stoffen) door een elektron te verwijderen zodat ze geladen blijven. Er vloeit dan een stroom tussen twee geladen platen in de sensor en de gasconcentratie is evenredig met die stroom.

Elektrochemisch

Elektrochemische sensoren meten gas dat door een klein gaatje in het oppervlak van de cel binnenkomt, door een PTFE-vocht- en oliefilter gaat en via een elektrochemische oplossing op een elektrode terechtkomt. Het bereik en de gevoeligheid van de sensor kunnen worden gevarieerd door gaten van verschillende grootte te gebruiken, waarbij grotere gaten voor een hogere gevoeligheid en resolutie zorgen en kleinere gaten voor een lagere gevoeligheid en resolutie maar een groter bereik. Het gastype dat gemeten wordt, wordt gekozen door het elektrodemateriaal te kiezen, de elektrolyt te kiezen en soms filters te gebruiken om ongewenste gastypes te blokkeren.

Katalytische parels (Pellistor)

Pellistorsensoren bestaan uit twee op elkaar afgestemde draadspoelen, elk omhuld door keramische kralen. Er wordt stroom door de weerstandsspoelen gestuurd, waardoor ze tot ongeveer 230˚C worden verhit. Een van de parels bevat een katalysatormateriaal, dus wanneer een mengsel van lucht en brandbaar gas de sensor binnenkomt, komt het in contact met de parels en verbrandt het in de buurt van de parel die de katalysator bevat. Dit resulteert in een temperatuurverschil tussen deze actieve en de andere 'referentie'-kraal. Het temperatuurverschil veroorzaakt een verschil in weerstand dat wordt gemeten; de hoeveelheid aanwezig gas is recht evenredig met de verandering in weerstand, zodat de gasconcentratie als percentage van de onderste explosiegrens (% LEL*) nauwkeurig kan worden bepaald. Pellistorsensoren worden overal in de industrie gebruikt, zoals op booreilanden, in raffinaderijen en in ondergrondse bouwomgevingen zoals mijnen en tunnels.

Infraroodsensoren

Infraroodstralers in de sensor genereren elk een IR-lichtstraal. Elke bundel gaat door een monster van de atmosfeer en wordt gemeten door een foto-ontvanger. Een "meetstraal", met een frequentie van ongeveer 3,3 μm, wordt geabsorbeerd door koolwaterstofgasmoleculen, zodat de intensiteit van de straal afneemt als er een geschikte concentratie van een gas met C-H bindingen aanwezig is. Een "referentie"-straal (meestal rond 3,0 μm) wordt niet door gas geabsorbeerd en komt dus op volle sterkte bij de ontvanger aan. Het %LEL van het aanwezige gas wordt bepaald door de verhouding van de stralen gemeten door de foto-ontvanger.

Moleculaire eigenschappen spectrometer™ (MPS™)

MPS™ sensoren vertegenwoordigen de nieuwe generatie detectoren voor brandbare gassen. MPS™ kan snel vele soorten gassen detecteren en meer dan 15 gekarakteriseerde brandbare gassen tegelijk identificeren. Tot voor kort moest iedereen die brandbare gassen wilde controleren kiezen tussen een traditionele brandbare gasdetector met een pellistor sensor die gekalibreerd was voor een specifiek gas, of een infrarood (IR) sensor die ook varieert in output afhankelijk van het brandbare gas dat wordt gemeten, en dus voor elk gas gekalibreerd moet worden. Hoewel dit nuttige oplossingen blijven, zijn er voor elke oplossing omgevingen waarin ze kunnen worden gebruikt en omgevingen die moeten worden vermeden. Zowel pellistors als infraroodsensoren moeten bijvoorbeeld regelmatig gekalibreerd worden en de katalytische pellistorsensoren moeten ook regelmatig getest worden om er zeker van te zijn dat ze niet beschadigd zijn door verontreinigingen die permanente giffen bevatten (bekend als 'sensorvergiftigers') of door zware omstandigheden. In sommige omgevingen moeten sensoren vaak worden vervangen, wat kostbaar is in termen van zowel geld en uitvaltijd als productbeschikbaarheid. IR-technologie kan geen waterstof detecteren, dat geen IR-signatuur heeft, en zowel IR- als pellistordetectoren detecteren soms incidenteel andere (d.w.z. niet-gekalibreerde) gassen, wat onnauwkeurige meetwaarden oplevert die valse alarmen kunnen veroorzaken of de operators kunnen verontrusten. De oplossing is de MPS-sensor die zowel waterstof als andere brandbare gassen detecteert, ze identificeert en de juiste kalibratie toepast voor elk gas of samenstellend gas van elk mengsel dat hij controleert.

Sommige instrumenten gebruiken een pomp om lucht- of gasmonsters naar de sensor te voeren.

Soorten detectie

Vast

Vaste gasdetectoren zijn permanente bevestigingen die op één locatie gemonteerd blijven. Ze kunnen worden opgesteld in configuraties met één detector, in kleine en grote configuraties met meerdere detectoren en in een adresseerbare 'serieschakeling'. Vaste gasdetectoren worden over het algemeen overal geïnstalleerd waar er een risico is voor de fabriek, gebouwen of installaties en kunnen langzame opbouw of grote lekken detecteren om vroegtijdig of automatisch te waarschuwen voor gaslekkage vanuit een bepaalde bron. Ze worden vaak ingesteld om andere veiligheidsmaatregelen te activeren, zodat ze ventilatieopeningen kunnen openen, ventilatoren kunnen starten, kleppen kunnen sluiten of zelfs processen automatisch kunnen stilleggen zodra ze een probleem detecteren. Vaak worden ze ingesteld om een controlekamer of beveiligingspersoneel te waarschuwen voor een mogelijk gevaarlijk gaslek, zodat mensen actie kunnen ondernemen. Ze kunnen ook alarmen laten afgaan om een evacuatie te starten. Aan de andere kant zijn vaste gasdetectoren meestal niet ontworpen om te voorkomen dat een werknemer in contact komt met het gas, hoewel sommige systemen een component van gebiedsdekking in hun ontwerp hebben. Draagbare gasdetectoren en de beste manier om personen te beschermen die het risico lopen in contact te komen met giftige of brandbare gassen.

Elke vaste gasdetector moet communiceren met een bedieningspaneel. Het bedieningspaneel is de spil van het vaste gasdetectiesysteem, dat de hoeveelheden gas vergelijkt met vooraf ingestelde niveaus en verschillende opties biedt voor invoer- en uitvoerfuncties. De gasbedieningspanelen bevinden zich normaal gesproken in een veilige omgeving, maar kunnen in gevaarlijke zones worden geïnstalleerd als ze op de juiste manier zijn ondergebracht. Ze communiceren met sensorkoppen of zenders voor gasdetectie en kunnen worden verbonden met een centraal punt zodat meerdere bedieningspanelen/systemen op afstand kunnen worden bewaakt. Er zijn verschillende methoden om te communiceren met vaste gasdetectoren. De meest gebruikelijke is analoog, maar er is een groeiende vraag naar digitale en draadloze communicatie. Er zijn ook verschillende functies beschikbaar via de detector om de efficiëntie te verbeteren en de tijd die het personeel doorbrengt op potentieel gevaarlijke locaties te verminderen, waardoor het risico voor mensen afneemt.

Draagbaar

Draagbare gasdetectors zijn persoonlijke beschermingsmiddelen die de ademzone van de gebruiker continu bewaken. Omdat ze over het algemeen klein zijn, worden deze handzame, lichte en robuuste apparaten op de persoon gedragen en zo geconstrueerd dat ze ergonomisch zijn en onopvallend worden gedragen. Ze worden soms ook gebruikt om besloten ruimtes te controleren, zoals tanks waar het soort gasrisico bekend is, voordat iemand de ruimte betreedt. Ze zijn bedoeld voor monitoring op korte afstand en zijn meestal niet geschikt voor langdurige continue monitoring van grotere ruimtes. Draagbare gasdetectoren zijn de veiligste en bewezen manier om individuele werknemers te beschermen terwijl ze zich verplaatsen.

Draagbare detectoren slaan informatie op over de blootstelling aan gassen tijdens een dienst, evenals gebeurtenissen zoals alarmen of bijna-ongevallen. Deze gegevens kunnen worden doorgestuurd naar een cloud-gebaseerd portaal om talloze voordelen mogelijk te maken, zoals verbeterde operationele efficiëntie en naleving van de veiligheidsvoorschriften, maar ook een robuust en flexibel mechanisme om waardevolle bruikbare inzichten te leveren. Data-oplossingen bieden tastbare voordelen voor alle soorten draagbare apparatuur, of gasdetectoren nu ter plaatse, elders of beide worden gebruikt. Draagbare gasdetectoren kosten doorgaans minder dan vaste systemen en de meeste werken op batterijen. Aan de andere kant moet elke gebruiker goed opgeleid zijn om zijn draagbare detector te bedienen. Bovendien zijn draagbare detectoren meestal niet rechtstreeks aangesloten op andere veiligheidssystemen. Als de detector alarm slaat, moet de gebruiker zelf actie ondernemen om het risico voor zichzelf of anderen te beperken.