Aplikace detektorů toxických a škodlivých plynů v průmyslu
A) Plynové senzory využívající fyzikálních a chemických vlastností, jako jsou polovodičové (povrchově řízené, objemově řízené, na bázi povrchového potenciálu), na bázi katalytického spalování, na bázi pevné tepelné vodivosti atd. B) Plynové senzory využívající fyzikálních vlastností, jako je tepelná vodivost, optická interference, infračervená absorpce, atd. C) Plynové senzory využívající elektrochemické vlastnosti s konstantním potenciálem, elektrolýza s konstantním potenciálem, elektroda, galvanická elektroda atd. k nebezpečím klasifikujeme toxické a škodlivé plyny do dvou kategorií: hořlavé plyny a toxické plyny. Vzhledem k jejich odlišným vlastnostem a nebezpečnosti se liší i jejich detekční metody. Hořlavé plyny jsou nebezpečné plyny, se kterými se běžně setkáváme v průmyslových zařízeních, jako jsou petrochemie, sestávající převážně z organických plynů, jako jsou alkany, a určitých anorganických plynů, jako je oxid uhelnatý. Výbuch hořlavých plynů musí splňovat určité podmínky, kterými jsou: určitá koncentrace hořlavého plynu, určité množství kyslíku a zdroj ohně s dostatečným teplem k jejich vznícení. Toto jsou tři prvky výbuchu (jak je znázorněno na trojúhelníku výbuchu na levém obrázku výše), z nichž všechny jsou nepostradatelné. Jinými slovy, absence kterékoli z těchto podmínek nezpůsobí požár ani výbuch. Když se hořlavé plyny (pára, prach) a kyslík smíchají a dosáhnou určité koncentrace, explodují, když jsou vystaveny ohnisku o určité teplotě. Koncentraci, při které hořlavé plyny explodují při působení zdroje požáru, označujeme jako mez koncentrace výbušnosti, zkráceně mez výbušnosti, která se obecně vyjadřuje v %. Ve skutečnosti tato směs nemusí nutně explodovat při jakémkoli směšovacím poměru a vyžaduje určité rozmezí koncentrací. Stínovaná oblast zobrazená na obrázku vpravo nahoře. Když je koncentrace hořlavého plynu pod LEL (minimální mez výbušnosti) (nedostatečná koncentrace hořlavého plynu) a nad UEL (maximální mez výbušnosti) (nedostatek kyslíku), k výbuchu nedojde. LEL a UEL různých hořlavých plynů se liší (viz úvod v osmém čísle), což je třeba vzít v úvahu při kalibraci přístrojů. Z bezpečnostních důvodů bychom měli obecně vydávat poplach, když je koncentrace hořlavého plynu 10 % a 20 % LEL, kde se hovoří o 10 % LEL. Udělejte varování, zatímco 20% LEL se nazývá varování před nebezpečím. Proto detektor hořlavých plynů nazýváme detektorem LEL. Je třeba poznamenat, že 100 % zobrazených na detektoru LEL neznamená, že koncentrace hořlavého plynu dosahuje 100 % objemu plynu, ale spíše dosahuje 100 % LEL, což je ekvivalentní nejnižšímu limitu výbušnosti hořlavého plynu. Pokud se jedná o metan, 100% LEL=4% objemová koncentrace (VOL). V provozu je detektor, který měří tyto plyny metodou LEL, běžným detektorem katalytického spalování. Jeho principem je detekční jednotka s duálním můstkem (běžně známá jako Wheatstoneův můstek). Na jednom z platinových drátěných můstků je nanesena katalytická spalovací látka. Bez ohledu na hořlavý plyn, pokud jej lze zapálit elektrodou, změní se odpor platinového drátěného můstku vlivem teplotních změn. Tato změna odporu je úměrná koncentraci hořlavého plynu a koncentraci hořlavého plynu lze vypočítat pomocí obvodového systému přístroje a mikroprocesoru. Na trhu lze sehnat i tepelně vodivé VOL detektory, které přímo měří objemovou koncentraci hořlavých plynů a již existují detektory kombinující LEL/VOL. Detektor hořlavých plynů VOL je zvláště vhodný pro měření objemové (VOL) koncentrace hořlavých plynů v prostředí s nedostatkem kyslíku. Toxické plyny mohou existovat jak ve výrobních surovinách, jako je většina organických chemikálií (VOC), tak ve vedlejších produktech v různých fázích výrobního procesu, jako je čpavek, oxid uhelnatý, sirovodík a tak dále. Jsou to nejnebezpečnější faktory pro zaměstnance. Tento druh poškození zahrnuje nejen bezprostřední poškození, jako je fyzické nepohodlí, nemoc, smrt atd., ale také dlouhodobé-poškození lidského těla, jako je invalidita, rakovina atd. Detekce těchto toxických a škodlivých plynů je problém, kterému by rozvojové země měly začít věnovat plnou pozornost. TWA (8-hodinový statistický vážený průměr), STEL (15minutová krátkodobá expozice), IDLH (okamžitá letální dávka) běžných toxických a škodlivých plynů v tabulce
