El principi i l'aplicació dels detectors de gasos tòxics i nocius
El principi i l'aplicació dels detectors de gasos tòxics i nocius / El component clau dels detectors de gasos són els sensors de gas. En principi, els sensors de gas es poden dividir en tres categories:
A) Sensors de gas que utilitzen propietats físiques i químiques, com ara el tipus de semiconductor (control de superfície, control de volum, tipus de potencial superficial), tipus de combustió catalítica, tipus de conductivitat tèrmica sòlida, etc.
B) Sensors de gas que utilitzen propietats físiques, com ara conductivitat tèrmica, interferències òptiques, absorció d'infrarojos, etc.
C) Sensors de gas que utilitzen propietats electroquímiques, com ara electròlisi de potencial constant, bateria Gavanni, elèctrode d'ions de membrana, 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.
El gas combustible és el gas perillós més comú que es troba en entorns industrials com la indústria petroquímica. Està format principalment per gasos orgànics com els alcans i determinats gasos inorgànics com el monòxid de carboni. L'explosió de gasos combustibles ha de complir determinades condicions, és a dir, una certa concentració de gasos combustibles, una certa quantitat d'oxigen i la calor suficient per encendre la seva font d'ignició. Aquests són els tres elements essencials de l'explosió, i cap d'ells és indispensable. En altres paraules, l'absència de cap d'aquestes condicions no provocarà un incendi o una explosió.
Quan es barregen gasos combustibles (vapor, pols) i oxigen i arriben a una certa concentració, es produirà una explosió en trobar-se amb una font d'incendi amb una determinada temperatura. Anomenem límit de concentració d'explosió a la concentració de gas combustible que explota quan es troba amb la font d'incendi, denominat límit d'inflamabilitat, que generalment s'expressa en %.
En el nostre treball, els detectors que mesuren aquests gasos mitjançant LEL s'utilitzen habitualment com a detectors de combustió catalítica. El seu principi és una unitat de detecció de doble pont (comunament conegut com a pont de Wheatstone). Un d'aquests ponts de filferro de platí està recobert de substàncies de combustió catalítica. Mentre l'elèctrode pugui encendre qualsevol gas inflamable, 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 combustible. La concentració del gas combustible es pot calcular mitjançant el sistema de circuits de l'instrument i el microprocessador. També es poden trobar al mercat detectors de conductivitat tèrmica VOL que mesuren directament la concentració de volum de gasos combustibles, i ja hi ha detectors que combinen LEL/VOL. El detector de combustibles VOL és especialment adequat per mesurar la concentració de volum (VOL) de gasos combustibles en entorns hipòxics (deficiència d'oxigen).
Els gasos tòxics poden existir tant en matèries primeres de producció, com la majoria de productes químics orgànics (COV), com en subproductes en diverses etapes del procés de producció, com ara amoníac, monòxid de carboni, sulfur d'hidrogen, etc. Són els factors més perillosos per als treballadors. Aquest tipus de danys no només inclou els danys immediats, com ara malestar físic, malaltia, mort, etc., sinó també els danys a llarg termini al cos humà, com la discapacitat, el càncer, etc. La detecció d'aquests gasos tòxics i nocius és una qüestió a la qual els països en desenvolupament haurien de començar a prestar prou atenció.
Actualment, utilitzem més sensors de gas especialitzats per a la detecció de gasos tòxics específics. Pot incloure tots els sensors de gas enumerats anteriorment, així com el detector de fotoionització descrit als dos capítols anteriors. Entre ells, el mètode més comú per detectar gasos inorgànics, amb una tecnologia relativament madura i els millors indicadors complets, és el mètode d'electròlisi de potencial constant, també conegut com a sensors electroquímics.
El sensor electroquímic es compon de dos elèctrodes de reacció: l'elèctrode de treball, el contraelèctrode i un elèctrode de referència, col·locats en un electròlit específic (com es mostra a la figura anterior), i després s'aplica una tensió suficient entre els elèctrodes de reacció per permetre que Redox es realitzarà a través del gas a mesurar recobert amb una pel·lícula catalitzadora de metalls pesants, i després es mesura el corrent generat durant l'electròlisi del gas a través del sistema de circuits de l'instrument, a continuació, el microprocessador interior calcula la concentració del gas.
Actualment, els sensors electroquímics que poden detectar gasos específics inclouen monòxid de carboni, sulfur d'hidrogen, diòxid de sofre, òxid nítric, diòxid de nitrogen, amoníac, clor, àcid cianúric, òxid d'etilè, clorur d'hidrogen, etc.
El detector de detecció de COV pot utilitzar el detector de fotoionització introduït en el capítol anterior. L'oxigen també és un factor que requereix una gran atenció en entorns industrials, especialment en ambients tancats. En general, quan el contingut d'oxigen supera el 23,5%, s'anomena oxigen excessiu (oxigen enriquit), que pot conduir fàcilment al risc d'explosió; Quan el contingut d'oxigen és inferior al 19,5%, indica una insuficiència d'oxigen (hipòxia), que pot provocar fàcilment asfixia, coma i fins i tot la mort entre els treballadors. El contingut normal d'oxigen hauria d'estar al voltant del 20,9%. Els detectors d'oxigen també són un tipus de sensor electroquímic.
