Princippet og anvendelsen af giftige og skadelige gasdetektorer
Princippet og anvendelsen af giftige og skadelige gasdetektorer/Nøglekomponenten i gasdetektorer er gassensorer. Gassensorer kan i princippet opdeles i tre kategorier:
A) Gassensorer, der anvender fysiske og kemiske egenskaber, såsom halvledertype (overfladestyret, volumenkontrolleret, overfladepotentialtype), katalytisk forbrændingstype, fast termisk ledningsevnetype osv.
B) Gassensorer, der anvender fysiske egenskaber, såsom termisk ledningsevne, optisk interferens, infrarød absorption osv.
C) Gassensorer, der anvender elektrokemiske egenskaber, såsom elektrolyse med konstant potentiale, Gavanni-batteri, membranionelektrode, fast elektrolyt osv.
I henhold til farerne klassificerer vi giftige og skadelige gasser i to kategorier: brændbare gasser og giftige gasser. På grund af deres forskellige egenskaber og farer varierer deres detektionsmetoder også.
Brændbar gas er den mest almindelige farlige gas, man støder på i industrielle omgivelser, såsom den petrokemiske industri. Den består hovedsageligt af organiske gasser såsom alkaner og visse uorganiske gasser såsom kulilte. Eksplosionen af brændbare gasser skal opfylde visse betingelser, det vil sige en vis koncentration af brændbare gasser, en vis mængde ilt og tilstrækkelig varme til at antænde deres antændelseskilde. Disse er de tre væsentlige elementer i eksplosionen, og ingen af dem er uundværlige. Med andre ord vil fraværet af nogen af disse betingelser ikke forårsage brand eller eksplosion.
Når brændbare gasser (damp, støv) og oxygen blandes og når en vis koncentration, vil der opstå en eksplosion, når man støder på en brandkilde med en bestemt temperatur. Koncentrationen af brændbar gas, der eksploderer, når den møder brandkilden, kalder vi eksplosionskoncentrationsgrænsen, kaldet antændelighedsgrænsen, som generelt udtrykkes i procent.
I vores arbejde er detektorer, der måler disse gasser ved hjælp af LEL, almindeligvis brugt som katalytiske forbrændingsdetektorer. Dens princip er en dual bridge (almindeligvis omtalt som en Wheatstone bridge) detektionsenhed. En af disse platintrådsbroer er belagt med katalytiske forbrændingsstoffer. Så længe enhver brændbar gas kan antændes af elektroden, vil modstanden af platintrådbroen ændre sig på grund af temperaturændringer. Denne modstandsændring er proportional med koncentrationen af den brændbare gas. Koncentrationen af den brændbare gas kan beregnes gennem instrumentets kredsløbssystem og mikroprocessor. Termisk ledningsevne VOL-detektorer, der direkte måler volumenkoncentrationen af brændbare gasser, findes også på markedet, og der findes allerede detektorer, der kombinerer LEL/VOL. VOL brændbare detektor er særligt velegnet til at måle volumen (VOL) koncentrationen af brændbare gasser i hypoxiske (iltmangelfulde) miljøer.
Giftige gasser kan eksistere i både produktionsråmaterialer, såsom de fleste organiske kemikalier (VOC'er), og biprodukter i forskellige stadier af produktionsprocessen, såsom ammoniak, kulilte, hydrogensulfid og så videre. De er de mest farlige faktorer for arbejdere. Denne type skade omfatter ikke kun umiddelbar skade, såsom fysisk ubehag, sygdom, død osv., men også langvarig skade på den menneskelige krop, såsom handicap, kræft osv. Påvisningen af disse giftige og skadelige gasser er et spørgsmål, som udviklingslandene bør begynde at være tilstrækkeligt opmærksomme på.
På nuværende tidspunkt bruger vi mest specialiserede gassensorer til detektion af specifikke giftige gasser. Den kan omfatte alle gassensorerne nævnt ovenfor, såvel som fotoioniseringsdetektoren beskrevet i de to foregående kapitler. Blandt dem er den mest almindelige metode til at detektere uorganiske gasser, med relativt moden teknologi og de bedste omfattende indikatorer, den konstante potentiale elektrolysemetode, også kendt som elektrokemiske sensorer.
Den elektrokemiske sensor er sammensat af to reaktionselektroder - arbejdselektroden, modelektroden og en referenceelektrode - placeret i en specifik elektrolyt (som vist i figuren ovenfor), og derefter påføres tilstrækkelig spænding mellem reaktionselektroderne til at Redox kan udføres gennem gassen, der skal måles, belagt med en tungmetal katalysatorfilm, og derefter måles den strøm, der genereres under gaselektrolyse, gennem kredsløbssystemet i instrumentet. Derefter beregner mikroprocessoren indvendigt koncentrationen af gassen.
På nuværende tidspunkt omfatter elektrokemiske sensorer, der kan detektere specifikke gasser, kulilte, hydrogensulfid, svovldioxid, nitrogenoxid, nitrogendioxid, ammoniak, klor, cyanursyre, ethylenoxid, hydrogenchlorid og så videre.
Detekteringen af VOC-detektor kan bruge fotoioniseringsdetektoren introduceret i det foregående kapitel. Ilt er også en faktor, der kræver stor opmærksomhed i industrielle miljøer, især i lukkede miljøer. Generelt, når iltindholdet overstiger 23,5 procent, omtales det som overdreven ilt (beriget ilt), hvilket let kan føre til eksplosionsrisiko; Når iltindholdet er mindre end 19,5 procent, indikerer det utilstrækkelig ilt (hypoxi), hvilket let kan føre til kvælning, koma og endda død blandt arbejdere. Det normale iltindhold bør være omkring 20,9 procent. Iltdetektorer er også en type elektrokemisk sensor.
