Principi i karakteristike konvencionalne industrijske detekcije plina
Prijenosni uređaji za detekciju plina i alarmni uređaji koji se obično koriste u petrokemijskim poduzećima uključuju pojedinačne detektore plina i alarmne uređaje (kao što su oni posebno dizajnirani za detekciju zapaljivih plinova, kisika, sumporovodika itd.)
Prema opasnostima, otrovne i štetne plinove možemo podijeliti u dvije kategorije: zapaljive plinove i otrovne plinove. Zbog različitih svojstava i opasnosti razlikuju se i njihove metode detekcije. Ključni dio prijenosnih detektora plina su senzori plina, koji se mogu podijeliti u tri kategorije na temelju njihovih principa detekcije:
(1) Plinski senzori koji koriste fizikalna i kemijska svojstva, kao što su poluvodič, katalitičko izgaranje, toplinska vodljivost čvrstih tvari i drugi plinski senzori.
(2) Plinski senzori koji koriste fizikalna svojstva, kao što su vrsta toplinske vodljivosti, vrsta unakrsne interferencije, vrsta infracrvene apsorpcije itd.
(3) Plinski senzori koji koriste elektrokemijska svojstva, kao što je elektroliza konstantnog potencijala, Gavannijeva baterija, membranska ionska elektroda, čvrsti elektrolit i drugi plinski senzori.
Iako postoje različite vrste senzora za detekciju plina, svaka vrsta ima svoje prednosti i ograničenja. Na temelju usporedbe godina korištenja na licu mjesta u naftnim i petrokemijskim poduzećima, vjeruje se da je najraširenija i najopsežnija metoda detekcije plina metoda katalitičkog izgaranja za detekciju zapaljivih plinova i elektrokemijska metoda za detekciju toksičnih plinova i kisika.
1 Vrsta katalitičkog izgaranja
Katalitičko izgaranje vrsta je senzora plina koji koristi senzorske elemente za generiranje katalitičkog izgaranja kada dođu u dodir sa zapaljivim plinovima, uzrokujući porast temperature senzorskog elementa. Koncentracija plina mjeri se otkrivanjem promjena u njegovom otporu. Prednosti katalitičkih senzora plina izgaranja su visoka točnost, dobra stabilnost, dobar linearni odnos između izlaznog signala i koncentracije plina te mali utjecaj temperature i vlažnosti okoliša. Nedostatak mu je što je katalizator sklon trovanju i kvaru.
2 Elektrokemijski senzori
Elektrokemijski senzori koriste elektrokemijske principe za otkrivanje koncentracije plina, koja se može grubo podijeliti na:
(1) Upotrebom plina za održavanje određenog potencijala na sučelju između elektrode i elektrolita u uređaju, postiže se izravna redukcija oksidacije, a promjene struje generiraju se u vanjskom krugu kako bi se postigla detekcija.
(2) Otapanje plina i elektroliza u otopini stvaraju ionizaciju plinovitih tvari, koje generiraju potencijalne promjene djelovanjem elektroda kako bi se postiglo osjetilo.
(3) Reakcija između plina i otopine elektrolita generira promjene u elektrolitičkoj struji kako bi se postiglo osjetilno i drugi oblici. U metodi detekcije kemijske formule široko se koristi metoda elektrolize konstantnog potencijala (koristeći prvi princip), s prednostima visoke osjetljivosti, visoke selektivnosti, male interferencije s plinom i nedostatkom kratkog životnog vijeka.
