หลักการและการประยุกต์ใช้เครื่องตรวจจับก๊าซพิษและเป็นอันตราย
หลักการและการใช้งานเครื่องตรวจจับก๊าซพิษและเป็นอันตราย/หลักการและการใช้งานเครื่องตรวจจับก๊าซพิษและเป็นอันตราย ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องตรวจจับก๊าซคือเซ็นเซอร์ก๊าซ เซ็นเซอร์ก๊าซสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหลักๆ ตามหลักการ:
A) เซ็นเซอร์ก๊าซที่ใช้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี: เช่น ประเภทเซมิคอนดักเตอร์ (ประเภทการควบคุมพื้นผิว, ประเภทการควบคุมปริมาตร, ประเภทศักยภาพของพื้นผิว), ประเภทการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยา, ประเภทการนำความร้อนที่เป็นของแข็ง เป็นต้น
B) เซ็นเซอร์ก๊าซที่ใช้คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ประเภทการนำความร้อน ประเภทการรบกวนทางแสง ประเภทการดูดกลืนแสงอินฟราเรด เป็นต้น
C) เซ็นเซอร์ก๊าซที่ใช้คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้า เช่น ประเภทอิเล็กโทรไลต์ศักย์คงที่ ประเภทเซลล์กัลวานิก ประเภทอิเล็กโทรดไอออนของไดอะแฟรม ประเภทอิเล็กโทรไลต์คงที่ เป็นต้น
ตามอันตราย เราแบ่งก๊าซพิษและก๊าซอันตรายออกเป็นสองประเภท: ก๊าซไวไฟและก๊าซพิษ เนื่องจากคุณสมบัติและอันตรายที่แตกต่างกัน วิธีการตรวจจับจึงแตกต่างกันเช่นกัน
ก๊าซที่ติดไฟได้เป็นก๊าซที่อันตรายที่สุดที่พบในปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมอื่นๆ ส่วนใหญ่เป็นก๊าซอินทรีย์ เช่น อัลเคน และก๊าซอนินทรีย์บางชนิด เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ จะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขบางประการสำหรับการระเบิดของก๊าซที่ติดไฟได้ นั่นคือ: ความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้ ออกซิเจนจำนวนหนึ่ง และแหล่งกำเนิดไฟที่มีความร้อนเพียงพอที่จะจุดชนวน นี้คือปัจจัย 3 ประการของการระเบิดที่ขาดไม่ได้ กล่าวคือไม่มีเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่ง จะไม่ทำให้เกิดเพลิงไหม้หรือการระเบิด
เมื่อก๊าซที่ติดไฟได้ (ไอน้ำ ฝุ่น) และออกซิเจนผสมกันและมีความเข้มข้นถึงระดับหนึ่ง จะเกิดการระเบิดเมื่อพบกับแหล่งกำเนิดไฟที่มีอุณหภูมิที่กำหนด เราเรียกความเข้มข้นของก๊าซไวไฟที่ระเบิดเมื่อพบกับแหล่งกำเนิดไฟที่เรียกว่าขีดจำกัดความเข้มข้นของการระเบิด หรือเรียกสั้นๆ ว่าขีดจำกัดการระเบิด โดยทั่วไปแสดงเป็น %
ในความเป็นจริง ส่วนผสมนี้จะไม่ระเบิดที่อัตราส่วนการผสมใดๆ แต่มีช่วงความเข้มข้น การระเบิดจะไม่เกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของก๊าซไวไฟต่ำกว่า LEL (ขีดจำกัดล่างของการระเบิด) (ความเข้มข้นของก๊าซไวไฟไม่เพียงพอ) และเมื่อความเข้มข้นสูงกว่า UEL (ขีดจำกัดบนของการระเบิด) (ออกซิเจนไม่เพียงพอ) LEL และ UEL ของก๊าซที่ติดไฟได้ต่างกันจะแตกต่างกัน (ดูบทนำในฉบับที่แปด) สิ่งนี้ควรคำนึงถึงเมื่อทำการสอบเทียบเครื่องมือ
ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย โดยทั่วไปเราควรส่งเสียงเตือนเมื่อความเข้มข้นของก๊าซไวไฟอยู่ระหว่าง 10% ถึง 20% ของ LEL ในที่นี้ 10% LEL เรียกว่าสัญญาณเตือน และ 20% LEL เรียกว่าสัญญาณเตือนอันตราย นี่คือเหตุผลที่เราเรียกเครื่องตรวจจับก๊าซที่ติดไฟได้หรือที่เรียกว่าเครื่องตรวจจับ LEL ควรสังเกตว่าค่า 100% ที่แสดงบนเครื่องตรวจจับ LEL ไม่ได้หมายความว่าความเข้มข้นของก๊าซไวไฟถึง 100% ของปริมาตรก๊าซ แต่ถึง 100% ของ LEL ซึ่งเทียบเท่ากับขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของสารไวไฟ แก๊ส. ถ้าเป็นมีเธน ความเข้มข้นของปริมาตร 100 %LEL=4% (VOL)
