เครื่องตรวจจับก๊าซพิษและอันตรายนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างไร?

เครื่องตรวจจับก๊าซพิษและอันตรายนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างไร?

ในความเป็นจริง ก๊าซจำนวนมากที่พบในด้านความปลอดภัยและสุขอนามัยเป็นส่วนผสมของก๊าซอินทรีย์และอนินทรีย์ ด้วยเหตุผลหลายประการ ความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับก๊าซพิษและก๊าซที่เป็นอันตรายจึงมุ่งเน้นไปที่ก๊าซที่ติดไฟได้ ก๊าซที่สามารถก่อให้เกิดพิษเฉียบพลัน (ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ ฯลฯ) และก๊าซพิษทั่วไปบางชนิด (คาร์บอนมอนอกไซด์) ออกซิเจน และอื่นๆ ดังนั้น บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่การแนะนำเครื่องตรวจจับดังกล่าวเป็นอันดับแรก และให้คำแนะนำสำหรับการใช้งานเครื่องตรวจจับก๊าซที่เป็นพิษและเป็นอันตราย (อนินทรีย์/สารอินทรีย์) ตามสถานการณ์ปัจจุบัน
การจำแนกประเภทของเครื่องตรวจจับก๊าซพิษและอันตรายและส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องตรวจจับก๊าซดั้งเดิมคือเซ็นเซอร์ก๊าซ

เซ็นเซอร์แก๊สสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามหลักการ:
A) เซ็นเซอร์ก๊าซที่ใช้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี: เช่น ประเภทสารกึ่งตัวนำ (ประเภทการควบคุมพื้นผิว, ประเภทการควบคุมปริมาตร, ประเภทศักยภาพพื้นผิว), ประเภทการเผาไหม้ของตัวเร่งปฏิกิริยา, ประเภทการนำความร้อนที่เป็นของแข็ง เป็นต้น

B) เซ็นเซอร์แก๊สที่ใช้คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น การนำความร้อน การรบกวนของแสง การดูดกลืนรังสีอินฟราเรด เป็นต้น

C) เซ็นเซอร์แก๊สที่ใช้คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้า: เช่น อิเล็กโทรไลซิสศักย์คงที่, แบตเตอรี่กัลวานิก, อิเล็กโทรดไดอะแฟรมไอออน, อิเล็กโทรไลต์คงที่ เป็นต้น

ตามความเป็นอันตราย เราแบ่งก๊าซพิษและก๊าซอันตรายออกเป็นสองประเภท: ก๊าซไวไฟและก๊าซพิษ
เนื่องจากคุณสมบัติและอันตรายต่างกัน วิธีการตรวจจับจึงต่างกันด้วย
ก๊าซติดไฟเป็นก๊าซที่อันตรายที่สุดที่พบในงานปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมอื่นๆ ส่วนใหญ่เป็นก๊าซอินทรีย์ เช่น แอลเคน และก๊าซอนินทรีย์บางชนิด เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ การระเบิดของก๊าซที่ติดไฟได้ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขบางประการ นั่นคือ: ความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้ ออกซิเจนจำนวนหนึ่ง และความร้อนเพียงพอที่จะจุดแหล่งกำเนิดไฟได้ สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบสามประการของการระเบิด (เช่น รูปสามเหลี่ยมการระเบิดที่แสดงในรูปด้านซ้าย ด้านบน) ขาดข้อใดข้อหนึ่ง ไม่มี กล่าวคือ ขาดข้อใดข้อหนึ่งจะไม่ทำให้เกิดไฟไหม้และการระเบิด เมื่อก๊าซที่ติดไฟได้ (ไอน้ำ ฝุ่นละออง) และออกซิเจนผสมกันและมีความเข้มข้นถึงระดับหนึ่ง จะเกิดการระเบิดขึ้นเมื่อพบกับแหล่งกำเนิดไฟที่มีอุณหภูมิระดับหนึ่ง เราเรียกความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้ซึ่งจะระเบิดเมื่อพบแหล่งกำเนิดไฟว่า ขีดจำกัดความเข้มข้นของการระเบิด ซึ่งเรียกว่า ขีดจำกัดการระเบิด และโดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ อันที่จริง ส่วนผสมนี้ไม่ระเบิดที่อัตราส่วนผสมใดๆ แต่มีช่วงความเข้มข้น
ส่วนที่แรเงาแสดงอยู่ในภาพด้านบนขวา จะไม่มีการระเบิดเกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของก๊าซไวไฟต่ำกว่า LEL (Lower Explosive Limit) (ความเข้มข้นของก๊าซไวไฟไม่เพียงพอ) และสูงกว่า UEL (Upper Explosive Limit) (ออกซิเจนไม่เพียงพอ) LEL และ UEL ของก๊าซที่ติดไฟได้ต่างกัน (ดูบทนำของฉบับที่แปด) ซึ่งควรให้ความสนใจเมื่อทำการสอบเทียบเครื่องมือ เพื่อความปลอดภัย โดยทั่วไปเราควรส่งสัญญาณเตือนเมื่อความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้อยู่ที่ 10 เปอร์เซ็นต์และ 20 เปอร์เซ็นต์ของ LEL ในที่นี้ LEL 10 เปอร์เซ็นต์หมายถึง เป็นสัญญาณเตือน และ 20 เปอร์เซ็นต์ LEL เป็นสัญญาณเตือนอันตราย นี่คือเหตุผลที่เราเรียกเครื่องตรวจจับก๊าซติดไฟหรือที่เรียกว่าเครื่องตรวจจับ LEL

ควรสังเกตว่า 100 เปอร์เซ็นต์ที่แสดงบนเครื่องตรวจจับ LEL ไม่ได้หมายความว่าความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้สูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรก๊าซ แต่ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ของ LEL ซึ่งเทียบเท่ากับขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของวัตถุที่ติดไฟได้ แก๊ส. หากเป็นมีเทน ความเข้มข้นของปริมาตร (VOL) 100 เปอร์เซ็นต์ LEL=4 เปอร์เซ็นต์ ในการทำงาน เครื่องตรวจจับที่วัดก๊าซเหล่านี้โดย LEL คือเครื่องตรวจจับการเผาไหม้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปของเรา หลักการของมันคือหน่วยตรวจจับแบบสะพานสองทาง (รู้จักกันทั่วไปในชื่อสะพานวีทสโตน) หนึ่งในสะพานลวดแพลตตินัมเคลือบด้วยสารเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้ ไม่ว่าจะเป็นก๊าซไวไฟชนิดใด ตราบใดที่อิเล็กโทรดสามารถติดไฟได้ ความต้านทานของสะพานลวดแพลทินัมจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้อยู่ในสัดส่วนที่แน่นอน และสามารถคำนวณความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้ผ่านระบบวงจรและไมโครโปรเซสเซอร์ของเครื่องมือ เครื่องตรวจจับ VOL การนำความร้อนที่วัดปริมาณความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้โดยตรงก็มีจำหน่ายในท้องตลาดเช่นกัน ในขณะเดียวกันก็มีเครื่องตรวจจับแบบรวม LEL/VOL อยู่แล้ว เครื่องตรวจจับการติดไฟ VOL เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดความเข้มข้นของปริมาตร (VOL) ของก๊าซไวไฟในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษ (ออกซิเจนไม่เพียงพอ)

ก๊าซพิษสามารถมีอยู่ได้ไม่เฉพาะในวัตถุดิบในการผลิต เช่น สารอินทรีย์เคมีส่วนใหญ่ (VOC) แต่ยังอยู่ในผลพลอยได้จากการเชื่อมโยงต่างๆ ในกระบวนการผลิต เช่น แอมโมเนีย คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นต้น เป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับคนงาน อันตรายประเภทนี้ไม่เพียงรวมถึงอันตรายที่เกิดขึ้นทันที เช่น ความไม่สบายทางร่างกาย โรคภัยไข้เจ็บ ความตาย ฯลฯ แต่ยังรวมถึงอันตรายระยะยาวต่อร่างกายมนุษย์ด้วย เช่น ความพิการ มะเร็ง และอื่นๆ การตรวจจับก๊าซพิษและอันตรายเหล่านี้เป็นปัญหาที่ประเทศกำลังพัฒนาของเราควรเริ่มให้ความสนใจอย่างเต็มที่