Detectors de gasos tòxics utilitzats en entorns industrials
Els sensors de gas es poden classificar en tres categories principals segons els seus principis:
Sensors de gas que utilitzen propietats físiques i químiques, com ara basats en semiconductors (controlat en superfície, controlat en volum, basat en potencial superficial), basat en combustió catalítica, basat en conductivitat tèrmica sòlida, etc. Sensors de gas que utilitzen propietats físiques com ara conductivitat tèrmica, interferència òptica, absorció d'infrarojos , etc. Sensors de gas que utilitzen propietats electroquímiques, com ara electròlisi de potencial constant, cèl·lula galvànica, elèctrode d'ions diafragma, electròlit fix, etc. Segons els perills, classifiquem els gasos tòxics i nocius en dues categories: gasos combustibles i gasos tòxics. A causa de les seves diferents propietats i perills, els seus mètodes de detecció també varien.
Els gasos combustibles són els gasos perillosos més comuns que es troben en entorns industrials com la petroquímica. Principalment són gasos orgànics com els alcans i certs gasos inorgànics com el monòxid de carboni. L'explosió de gasos combustibles ha de complir determinades condicions, que són: una certa concentració de gas combustible, una certa quantitat d'oxigen i una font de foc amb calor suficient per encendre'ls, una sonda del sensor d'humitat, un tub d'escalfament elèctric d'acer inoxidable, un sensor PT100, una vàlvula solenoide de fluid, un escalfador d'alumini fos i una bobina de calefacció. Aquests són els tres elements de l'explosió (com es mostra al triangle d'explosió de la figura esquerra de dalt), que són indispensables. En altres paraules, l'absència de cap d'aquestes condicions no provocarà un incendi o una explosió. Quan els gasos combustibles (vapor, pols) i l'oxigen es barregen i arriben a una certa concentració, explotaran quan s'exposen a una font de foc amb una determinada temperatura. Ens referim a la concentració a la qual exploten els gasos combustibles quan s'exposen a una font d'incendi com a límit de concentració d'explosius, abreujat com a límit explosiu, que generalment s'expressa en %.
De fet, aquesta mescla no necessàriament explota en cap proporció de mescla i requereix un rang de concentració. L'àrea ombrejada que es mostra a la figura de la dreta superior. Quan la concentració de gas combustible està per sota del LEL (* límit d'explosivitat baix) (concentració insuficient de gas combustible) i per sobre del UEL (* límit d'explosió alt) (oxigen insuficient), no es produirà cap explosió. El LEL i el UEL dels diferents gasos combustibles són diferents (vegeu la introducció al número vuitè), cosa que s'ha de tenir en compte a l'hora de calibrar instruments. Pel bé de * *, en general hem d'emetre una alarma quan la concentració de gas combustible és del 10% i del 20% del LEL, on es refereix al 10% del LEL. Feu una alerta d'avís, mentre que el 20% LEL s'anomena alerta de perill. És per això que anomenem detector de gasos combustibles detector LEL. Cal tenir en compte que el 100% que es mostra al detector LEL no indica que la concentració de gas combustible arribi al 100% del volum de gas, sinó que arriba al 100% del LEL, que equival al límit inferior d'explosivitat del gas combustible. Si és metà, 100% LEL=4% de concentració en volum (VOL). En funcionament, el detector que mesura aquests gasos en mode LEL és un detector comú de combustió catalítica.
El seu principi és una unitat de detecció de pont bidireccional (anomenat generalment pont de Wheatstone). Un material de combustió catalítica està recobert en un dels ponts de filferro de platí. Independentment de quin tipus de gas inflamable, sempre que l'elèctrode pugui encendre's, la resistència del pont de filferro de platí canviarà a causa dels canvis de temperatura. Aquest canvi de resistència és proporcional a la concentració del gas inflamable. La concentració del gas inflamable es pot calcular mitjançant el sistema de circuits i el microprocessador de l'instrument.
