ガス検知センサーの説明: 4 種類 & 仕組み

ガス検知センサーに関する簡単な答え: それらは目に見えないガス分子を電気信号に変える電子の鼻です。, 上記の 4 つのセンシング技術は、施設が投入するほぼすべてのガスを処理します。. ほとんどの購入者は、プロセス内のガスにセンサーを合わせるだけで済みます。. 教科書で見てもそこまでたどり着けなかった.

この業界に携わるほとんどの人がそうするように、私もそれにたどり着きました — 故障した検出器ヘッドを開けることによって, そしてその理由を尋ねると.

ガス検知センサーの実際の機能

すべての検出器, ポータブルまたは固定, 1つのコンポーネントによって生きるか死ぬか: センサー. それは空気の流れの中に座ります, 特定のガスまたはガス族に反応する, 濃度に比例した電気出力を生成します。. 事前に設定されたしきい値を超える, そして楽器が叫びます — 警報音, 点滅するビーコン, シャットダウンシステムに直接リレーする.

センサーに空気を供給する 2 つの方法. 拡散 ハウジングの開口部からガスを自然に流入させます。 — ベルトにクリップで留める個人用モニターの標準. ポンプで汲み上げた 器具は内部の小さなポンプで空気を吸い込みます, これは、誰かが入る前に限られた空間をサンプリングする方法です, または50メートル離れたダクトから引っ張る.

通常人を噛む部分はここです: センサーは「すべて」を検出しません。” 間違ったテクノロジーを選択すると、測定していると思っているガスを測定できなくなります。. 私が調査を依頼されたほとんどの検出器の故障は機器の故障ではありませんでした. 彼らは選考失敗だった — 適切な楽器, 間違ったセルが入っている.

重要な 4 つのガス検知センサー

電気化学 — 有毒ガススペシャリスト

塩素は通常、電気化学センサーで測定されます。, しかし範囲, 交差感度, 校正方法はアプリケーションに適合する必要があります. 私たちのを参照してください 塩素ガス検知器セレクションガイド Cl2 固有の選択と配置に関する考慮事項.

電気化学セルは液体電解質中に電極を保持します, 透過膜の後ろに密閉されている. 対象ガスが検出電極内に拡散し反応, 微弱な電流を発生させる. 電流は濃度をほぼ直線的に追跡します — このため、これらの電池は一酸化炭素の標準となっています。, 硫化水素, 酸素, そしてアンモニア.

考えられる最悪の状況においてそれがなぜ重要なのかが分かりました: 硫化水素が何日も蓄積していた下水リフトステーション. H₂S は、適切な濃度で数秒で人を殺すガスの 1 つです — OSHAはこれらの死亡を追跡しています, そしてそれらはほとんどの場合予防可能です. 固定システムの電気化学セルは低 ppm でそれを捕らえました, 致死量に達するずっと前に. 電流は比例を維持, 警報が鳴った, 乗組員は決して中に入らなかった.

時計には精度がつきもの. 電解液は作動すると消費されます, したがって、セルの耐用年数は通常、 2–3 勤続年数, そしてそれは極度の暑さまたは非常に乾燥した空気の中を漂います. フィルターの予算と同じように交換の予算も. フィルターに予算を組む人はいない.

触媒燃焼 — 安い, 速い, そして中毒性があります

触媒ビーズセンサーには2つのプラチナコイルがあります: 触媒をコーティングしたもの, 最低限のリファレンスが 1 つ. 可燃性ガスはコーティングされたビード上で酸化します, 熱によりコイルの抵抗が変化します, 2 つのビーズの差はガス信号です. メタンの%LELモニタリングの主力製品です, プロパン, 水素 — 速い応答, 低コスト, 3–5 人生の年数.

キャッチ: 燃えるには酸素が必要です, そしてそれは可能です 永久に毒された. シリコーン蒸気, 硫黄化合物, 特定の溶剤の煙でも数日で触媒が死滅します. 私は、検出器ヘッドの近くにシリコーン離型剤をスプレーした工場で、一週間で新品のビーズがダイになるのを見てきました。 — 新鮮な空気の中で読書は見事にゼロになった, そしてセンサー自体は回復しませんでした. 中毒は触媒センサーのサイレントキラーです, そしてバンプテストでは現れない.

赤外線 (NDIR) — 生き残るもの

赤外線センサーはガスサンプルに光線を照射し、特定の波長がどの程度吸収されるかを測定します。 — メタンとCO₂ スポンジが水を吸収するように、赤外線を吸収します。. ガスをもっと増やす, より多くの吸収, より高い読解力.

毒を与える触媒がない. 酸素は必要ありません. 窒素で覆われたタンクや触媒センサーが役に立たない不活性雰囲気でも快適に動作します。 — それはまさに船や石油の中で見られる場所です & ガス: 貨物倉, 覆われた貯蔵タンク, バイオガスライン. 寿命が続く 5+ 年.

盲点が一つある: 水素. H₂ 赤外線を吸収しない2原子分子です, したがってNDIRでは単にそれを見ることができません. あなたの危険が水素の場合, 触媒または電気化学製品を購入する場合.

PID — VOC のリーク スニファー

光イオン化検出器は紫外線ランプでガス分子を攻撃します, 電子を解放し、測定可能なイオン流を生成する. 驚くほど敏感なんです — 10億分の1 — そして即座に反応する, これにより、VOC 漏洩追跡と危険物作業の標準ツールになります。.

製油所で, PID は、フランジの漏れを 1 時間で見つけるか、1 週間かけて探すかの違いです. それはあなたには言えません どれの VOCが見つかりました, けれど — イオン化可能な含有量の合計を報告します, 測定値には化合物固有の補正係数が必要です. イオン化エネルギーの高いガス — メタン, CO₂ — それには見えない.

lel, ppm, および VOL% — 数字を読む

センサーは話の半分にすぎません. の ユニット 読んだことが実際に何を意味するのかをレポートします, それらを混同すると、複数の安全管理者が炎上してしまいます.

ボリューム% 単純です: 空気中のガスの体積パーセント — 酸素をどのように監視するか. ppm (100万分の1) 健康スケールです: 10,000 ppmは 1% 体積で, 有毒ガス暴露限界は 1 桁または 2 桁 ppm です。. %lel 爆発規模です.

爆発下限界は、ガスが空気中で発火する最低濃度です。. メタンの LEL は 5% Vol — それは 50,000 ppm. したがって、検出器の読み取り値は 50% LEL はエアホールドを意味します 2.5% メタン — そして算術を行うと, それは 25,000 発火源に近づけてはいけないガスのppm. 可燃性警報器が周囲に設置されているのはそのためです 10–25% lel: 大気はまだ危険とは程遠いが、十分な警戒を.

経験則: %LEL で可燃性リスクを読み取ります, 労働者の健康状態（ppm）. VOL%は酸素・高濃度作業用 — %LEL の読み取り値が実際に何を意味するのかを健全性チェックするため. OSHA と NIOSH は、ppm 測定値が判断される暴露限界を公開しています。, および IECEx/ATEX ゾーン定格は、各機器が使用される場所を決定します。.

適切なガス検知センサーの選択

4つの質問がそれを決定します, 順番に:

1. どのガス? 有毒 (CO, H₂S, NH₃) → 電気化学. 可燃性 (メタン, プロパン, H₂) → 触媒または赤外線. VOC → PID. CO₂ → 赤外線.
2. 環境は無酸素ですか、それとも中毒が起こりやすいですか? 次に赤外線, そして赤外線のみ. タンクがガスで満たされている間、不活性雰囲気中の触媒センサーはゼロを読み取ります.
3. 固定またはポータブル? 移動中の労働者, 限られた空間 → ポータブルマルチガスユニット (通常はO₂ + CO + H₂S + LEL を 1 つのボックスに). 継続的なエリアカバー → コントローラに接続された固定検出器.
4. メンテナンス計画は何ですか? すべてのセンサーがドリフトする. 毎日のバンプテスト, メーカーのスケジュールに合わせて校正する, 寿命が来たらセンサーを交換します — 3 年前の電気化学セルは危険です, センサーではありません.

そして次々と現れる4つの間違い, 順不同:

• 不活性雰囲気における触媒センサー. 窒素ブランケットタンク, とにかく触媒ヘッドを取り付けました — 危険が増大している間、センサーはゼロを読み取ります. これまでに支払った中で最も高価なゼロです.
• 爆発監視として使用されるPID. PIDが微量VOCを美しくキャッチ; 防爆装置ではありません. 違う仕事, スケールが違う.
• ゾーン定格の機器は無視されます. ATEX/IECEx 評価は書類上のものではありません — 機器自体が監視している大気を発火させることができるかどうかを決定します.
• ゼロ校正予算. ドリフトを買える最高のセンサーマネー. 未校正, とても高価な装飾品です.

もう一つ: プロセスに複数の危険クラスがある場合 — 可燃性ガス＋有毒ガス＋酸欠 — 1 つのセンサーですべてを実行させようとしないでください. それがマルチガス機器の目的です, それが、私たちが単一の魔法のセルではなく、複合センシング技術を中心にオティウェルのポータブルおよび固定範囲を構築する理由です。.