Detektori toksičnih plinova koji se koriste u industrijskim okruženjima
Senzori plina mogu se klasificirati u tri glavne kategorije na temelju njihovih principa:
Plinski senzori koji koriste fizikalna i kemijska svojstva, kao što su poluvodiči (kontrolirani površinski, kontrolirani volumenom, temeljeni na površinskom potencijalu), temeljeni na katalitičkom izgaranju, temeljeni na čvrstoj toplinskoj vodljivosti itd. Plinski senzori koji koriste fizička svojstva kao što su toplinska vodljivost, optička interferencija, infracrvena apsorpcija , itd. Plinski senzori koji koriste elektrokemijska svojstva, kao što su elektroliza konstantnog potencijala, galvanska ćelija, dijafragmska ionska elektroda, fiksni elektrolit itd. Prema opasnostima, otrovne i štetne plinove razvrstavamo u dvije kategorije: zapaljive plinove i otrovne plinove. Zbog različitih svojstava i opasnosti razlikuju se i njihove metode detekcije.
Zapaljivi plinovi najčešći su opasni plinovi koji se susreću u industrijskim okruženjima kao što je petrokemija. To su uglavnom organski plinovi kao što su alkani i određeni anorganski plinovi kao što je ugljikov monoksid. Eksplozija zapaljivih plinova mora zadovoljiti određene uvjete, a to su: određena koncentracija zapaljivog plina, određena količina kisika, te izvor vatre s dovoljnom toplinom da ih zapali, sonda senzora vlage, električna grijaća cijev od nehrđajućeg čelika, itd. senzor PT100, solenoidni ventil za tekućinu, grijač od lijevanog aluminija i zavojnicu za grijanje. Ovo su tri elementa eksplozije (kao što je prikazano u trokutu eksplozije na gornjoj lijevoj slici), koja su nezamjenjiva. Drugim riječima, nepostojanje bilo kojeg od ovih uvjeta neće izazvati požar ili eksploziju. Kada se zapaljivi plinovi (para, prašina) i kisik pomiješaju i postignu određenu koncentraciju, eksplodirat će kada budu izloženi izvoru vatre s određenom temperaturom. Koncentraciju pri kojoj zapaljivi plinovi eksplodiraju kada su izloženi izvoru vatre nazivamo granicom koncentracije eksplozivnosti, skraćeno granicom eksplozivnosti, koja se općenito izražava u %.
Zapravo, ova smjesa ne mora nužno eksplodirati u bilo kojem omjeru miješanja i zahtijeva raspon koncentracije. Osjenčano područje prikazano na gornjoj desnoj slici. Kada je koncentracija zapaljivog plina ispod LEL (* niska granica eksplozivnosti) (nedovoljna koncentracija zapaljivog plina) i iznad UEL (* visoka granica eksplozivnosti) (nedovoljno kisika), neće doći do eksplozije. LEL i UEL različitih zapaljivih plinova su različiti (vidi uvod u osmom broju), što treba uzeti u obzir pri umjeravanju instrumenata. U svrhu * *, općenito bismo trebali izdati alarm kada je koncentracija zapaljivog plina na 10% i 20% LEL-a, gdje se misli na 10% LEL-a. Napravite upozorenje, dok se 20% LEL naziva upozorenje na opasnost. Zato detektor zapaljivih plinova nazivamo LEL detektor. Treba napomenuti da 100% prikazano na LEL detektoru ne znači da koncentracija zapaljivog plina doseže 100% volumena plina, već doseže 100% LEL, što je ekvivalentno donjoj granici eksplozivnosti zapaljivog plina. Ako je metan, 100% LEL=4% volumne koncentracije (VOL). U radu, detektor koji mjeri te plinove u LEL načinu rada je uobičajeni detektor katalitičkog izgaranja.
Njegov princip je dvosmjerni most (općenito nazvan Wheatstoneov most) detekcijska jedinica. Katalitički materijal za izgaranje presvučen je na jedan od mostova od platinske žice. Bez obzira na vrstu zapaljivog plina, sve dok ga elektroda može zapaliti, otpor mosta od platinske žice će se promijeniti zbog promjena temperature. Ova promjena otpora proporcionalna je koncentraciji zapaljivog plina. Koncentracija zapaljivog plina može se izračunati putem sustava kruga i mikroprocesora instrumenta.
