30 listopada 2017
Detekcja i wykrywanie gazów wybuchowych, toksycznych i tlenu

Wykrywanie stężeń gazów w powietrzu jest kluczowym elementem systemów bezpieczeństwa w różnych gałęziach przemysłu. Dotyczy to przede wszystkim związków wybuchowych i toksycznych. W takich przypadkach szybka, automatyczna i jednoznaczna detekcja może pomóc uniknąć kosztownych usterek lub nawet uratować ludzkie życie.

 

Zgodnie z obecnie obowiązującymi regulacjami prawnymi systemy detekcji gazów powinny być stosowane wszędzie tam gdzie istnieje możliwość ulatniania się gazów toksycznych i wybuchowych. Zadaniem tego typu rozwiązań jest ochrona mienia, zdrowia i życia człowieka.

 

Detekcja i monitoring gazów

 

Obecnie odbiorca takich rozwiązań dysponuje szeroką ofertą rynkową w zakresie projektowania, produkcji i zakupu nowoczesnych i ekonomicznych urządzeń oraz systemów do wykrywania i monitoringu gazów palnych i toksycznych oraz poziomu tlenu. Tego typu aparaty, urządzenia i systemy znajdują zastosowanie w ochronie osobistej, monitoringu maszyn, urządzeń i obiektów oraz w ochronie środowiska. Powszechnie są stosowane m.in. w przemyśle petrochemicznym, chemicznym, gazowniczym, energetycznym, ciepłowniczym, metalurgicznym, na statkach, w firmach wodociągowych i kanalizacyjnych, straży pożarnej, firmach budowlanych i innych miejscach gdzie istnieje zagrożenie pojawienia się wycieków gazu, par toksycznych lub wybuchowych oraz braku tlenu. Na szkodliwe substancje (w tym toksyczne gazy) i to w dużym stężeniu są narażeni pracownicy przemysłu chemicznego, zwłaszcza w trakcie możliwych awarii instalacji. Zanieczyszczenia gazowe w miejscu pracy są ubocznym skutkiem wielu przemysłowych procesów technologicznych. Trujące gazy takie jak siarkowodór powstają np. w oczyszczalniach ścieków. Toksyczne gazy mogą też pojawić się również w studzienkach kanalizacyjnych.

 

Ochrona osobista

 

Podczas pracy z substancjami niebezpiecznymi, w warunkach wycieków i zwiększania stężenia w powietrzu gazów toksycznych, trujących i wybuchowych oraz par, pracownicy muszą współcześnie stawiać czoła coraz to większej ilości rozmaitym wyzwaniom. Powodem takiego stanu rzeczy jest zarówno postępujące uprzemysłowienie kraju, coraz większe znaczenie w zakładach przemysłowych zagadnień związanych z utrzymaniem ruchu oraz regulacje prawne. Dlatego też, gdy w powietrzu obecne może być potencjalne zagrożenie, niezbędne są niezawodne technologie pomiarowe i ochronne oraz rzetelna wiedza na ich temat.

 

Nowoczesne detektory gazów są niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa ludzi przebywających w obiektach przemysłowych. Stąd też warto zwrócić uwagę na tzw. eksplozymetry przeznaczone do ochrony osobistej pracowników przebywających w rejonach zagrożonych wybuchem. Istotną rolę odgrywają również tlenomierze informujące o możliwości wystąpienia gazów wypierających tlen. O przekroczeniu dopuszczalnych stanów informuje sygnalizacja optyczna i akustyczna. W warunkach przemysłowych z pewnością przydadzą się toksymetry, czyli urządzenia przeznaczone do wykrywania mediów toksycznych.

 

Przenośne urządzenia stanowią dużą gamę mierników, których zadaniem jest ochrona osobista użytkownika, w zależności od założonych funkcji przed jednym lub wieloma zagrożeniami.

 

Eksplozymetry są to mierniki przeznaczone do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, w obszarach zagrożonych obecnością gazów wypierających tlen takich jak np. studzienki, kanały, cysterny i inne. Umożliwiają natychmiastową ocenę stopnia zagrożenia wybuchem.

 

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:

- selektywny, katalityczny sensor gazu,

- zakres pomiaru: 0 ÷ 100% DGW (Dolna Granica Wybuchowości danej substancji palnej – najwyższe stężenie objętościowe mieszaniny gazy palnego lub pary z powietrzem, poniżej którego nie może powstać zjawisko wybuchu tej mieszaniny – wartości dla poszczególnych substancji przyjmowane wg PN – EN 61779-1:2004),

- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

- ładowarka akumulatorów,

- etui skórzane,

- dostępna wersja z sondą zewnętrzną - S/Z (pomiar w miejscach trudno dostępnych).

 

Cechy funkcjonalne tego typu urządzeń stanowią: pomiar gazów wybuchowych, cyfrowy odczyt pomiaru, selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych.

 

Tlenomierze natomiast stanowią przenośne mierniki tlenu. Przeznaczone są do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych obecnością gazów wypierających tlen takich jak np. studzienki, kanały, cysterny i inne.

 

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:

- selektywny, elektrochemiczny sensor gazu zakres pomiaru: 0-25% VOL,

- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

- ładowarka akumulatorów,

- etui skórzane,

- opcjonalny aspirator do poboru atmosfery z miejsc trudnodostępnych.

 

Cechy funkcjonalne takich aparatów stanowią: pomiar tlenu, cyfrowy odczyt pomiaru,

selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych.

 

Toksykometry są to mierniki przeznaczone do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych obecnością gazów toksycznych np.: H2S, Cl2, NH3, SO2, PH3 itp.

 

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:

- selektywny, elektrochemiczny sensor gazu,

- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

- ładowarka akumulatorów,

- etui skórzane,

- opcjonalny aspirator do poboru atmosfery z miejsc trudnodostępnych.

 

Cechy funkcjonalne tego typu urządzeń stanowią: pomiar gazów wybuchowych, cyfrowy odczyt pomiaru, selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

 

Mierniki wielogazowe są przyrządami przeznaczonymi do pomiaru kilku różnych czynników w zestawieniu: gaz wybuchowy, tlen, gaz toksyczny. Dzięki zastosowaniu sterownika mikroprocesorowego możliwe są różne konfiguracje pracy, począwszy od przyrządu jednogazowego do przyrządu kilkugazowego.

 

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:

- selektywne sensory gazów,

- jednoczesny pomiar kilku mediów,

- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

- etui skórzane,

- programowalne parametry pracy,

- opcjonalnie archiwizacja wyników pomiarów.

 

Miernikami wielogazowymi można dokonywać poziomu stężeń m.in. CO, CO2, NO2, H2S, HCN i Cl2.

 

Detekcyjne urządzenia służące do ochrony osobistej łączą jakość i precyzję pomiarów z ergonomią. Oferowane są jako jedno- lub wielogazowe przenośne mierniki gazów. Z reguły mają czytelny wyświetlacz i inne przydatne funkcje, m.in.:

- sygnalizację akustyczno-optyczną przekroczeń zadanych progów alarmowych na mierzone media,

- pamięć danych cząstkowych pomiarów oraz zdarzeń, takich jak przekroczenie progów alarmowych, zapis może zawierać wartość, datę oraz godzinę,

- rejestrację danych na komputerze za pośrednictwem łącza optycznego w podczerwieni (IR), - bateryjne zasilanie, umożliwiające wielogodzinną pracę, ładowarki, w opcji dodatkowej także ładowarkę samochodową.

 

Systemy detekcji gazów

 

Prawidłowo zaprojektowany i zainstalowany, dobrze serwisowany system skutecznie strzeże bezpieczeństwa obiektów i ludzi. W Polsce istnieje kilkadziesiąt aktów prawnych regulujących stosowanie urządzeń do wykrywania i pomiaru stężeń gazów toksycznych i wybuchowych. Jedne z ważniejszych to Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów oraz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.


Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. klasyfikuje urządzenia zabezpieczające przed powstawaniem wybuchu i ograniczające jego skutki jako urządzenia przeciwpożarowe. Jest to zrozumiałe, ponieważ bardzo często skutkiem wybuchów są pożary. Do urządzeń zapobiegającym wybuchom należą elektroniczne systemy detekcji gazów wybuchowych. Systemy te sygnalizują pojawienie się niebezpiecznych stężeń gazów, a ponadto mogą włączać różne urządzenia wykonawcze ograniczające lub niwelujące zagrożenie wybuchem. Często inicjałem wybuchu są iskry elektryczne. Automatyczne wyłączenie odpowiednich obwodów elektrycznych może to zagrożenie wyeliminować. Równie skuteczne może być odcięcie dopływu gazu do rozszczelnionej instalacji gazowej lub włączenie wentylatorów w celu usunięcia niebezpiecznej atmosfery. Do usunięcia z obiektu gazów lżejszych od powietrza może wystarczyć automatyczne uchylenie klap oddymiających.

 

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. nakazuje stosowanie urządzeń sygnalizacyjno-odcinających we wszystkich pomieszczeniach, w których sumaryczna moc grzewcza urządzeń gazowych przekracza 60 kW. Urządzenie sygnalizacyjno-odcinające to system detekcji gazu sprzężony z zaworem odcinającym. Jeżeli system detekcji gazu zostanie uzupełniony o czujkę przeciwpożarową, to w przypadku pożaru automatycznie zostanie odcięty dopływ gazu i to już w jego początkowej fazie. Gdyby w wyniku oddziaływania wysokiej temperatury nastąpiło rozszczelnienie instalacji gazowej, wypływający gaz wzmagałby ogień. Widać, że takie rozwiązanie techniczne nie tylko może zapobiec wybuchowi, ale również ograniczyć intensywność pożaru. Rozporządzenie to określa również zasady sterowania wentylacją w garażach z wykorzystaniem detektorów CO i LPG (§ 108).

 

Odrębnym, trudniejszym zagadnieniem jest ochrona ludzi przed zatruciem. Do wykrywania gazów toksycznych powszechnie stosuje się sensory elektrochemiczne. Upraszczając można powiedzieć, że są to ogniwa elektrochemiczne, w których ilość produkowanej energii elektrycznej jest uzależniona od stężenia określonego gazu odpowiedniego dla elektrolitu sensora. Sensory elektrochemiczne charakteryzują się wysoką, ale nie 100% selektywnością. Zawsze trzeba brać pod uwagę możliwość zafałszowania wskazań przez oddziaływanie gazów zakłócających. Najczęściej zawyżają one pomiar, ale w skrajnych przypadkach mogą go istotnie zaniżać. Gazy zakłócające mogą ponadto działać destrukcyjnie na sensor skracając jego żywotność lub wręcz go niszcząc. Wszystkie sensory zmieniają parametry w miarę upływu czasu i wymagają okresowych korekt wskazań czyli kalibracji. Instrukcje obsługi określają zasady stosowania i eksploatacji urządzeń oraz terminy kalibracji Rynek oferuje sensory do bardzo wielu gazów tak, że prawie zawsze udaje się dobrać detektor wyposażony w odpowiedni sensor do monitorowania nawet bardzo nietypowych obiektów.


Przy ocenie zagrożenia na stanowisku pracy należy sprawdzać, czy nie są przekraczane dopuszczalne stężenia. Zdefiniowane są trzy rodzaje stężeń: NDS, NDSCh i NDSP. Wielkości tych stężeń podane są w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej. W użyciu są przenośne i stacjonarne urządzenia do pomiaru i wykrywania niebezpiecznych stężeń gazów. W przypadku stosowania urządzeń przenośnych, trzeba stworzyć procedury posługiwania się nimi i egzekwować od pracowników ich stosowanie. Należy zapewnić wymaganą ilość sprzętu, odpowiednie warunki przechowywania i łatwość dostępu, uwzględnić konieczność ładowania akumulatorów.


Systemy stacjonarne działają w sposób ciągły, niezależnie od postępowania pracowników. Przekroczenie ustalonych stężeń sygnalizowane jest akustycznie i optycznie, mogą być automatycznie aktywowane systemy ograniczające groźbę zatrucia (np. intensywna wentylacja, odcięcie dopływu czynnika toksycznego lub wstrzymanie procesu technologicznego). Dodatkowo, sygnał alarmu może być przekazywany do służb lub osób zobowiązanych sprawdzić jego przyczynę. Wskazania systemu mogą być w sposób ciągły archiwizowane, co daje obraz warunków na stanowiskach pracy.

 

Aby stacjonarny system detekcji gazów pracował prawidłowo muszą być spełnione cztery podstawowe warunki:

 

1. Właściwy dobór urządzeń, uwzględniający warunki panujące w monitorowanym obiekcie oraz potrzeby użytkowników.

 

Należy uwzględnić temperaturę, wilgotność, obecność gazów zakłócających pomiar, zakres pomiarowy, sposób wizualizacji i archiwizacji wyników, konieczność sterowania urządzeniami wykonawczymi, konieczność stosowania zasilania awaryjnego. Bardzo istotne jest właściwe ustalenie progów alarmowych. Powinny być na poziomie zapewniającym bezpieczeństwo – zbyt nisko ustawione mogą wywoływać niepotrzebne alarmy i mogą zakłócać funkcjonowania monitorowanego obiektu.

 

2. Właściwy wybór miejsc instalowania detektorów.


Detektory wykrywają gaz w miejscu zainstalowania. Należy wybrać miejsca najbardziej prawdopodobnego gromadzenia się gazu i powstania zagrożenia. Trzeba uwzględnić ciężar właściwy gazu, ruch powietrza w monitorowanej strefie, lokalizację otworów wywiewnych i nawiewnych. Bardzo istotne jest zapewnienie łatwego dostępu do urządzeń.

 

3. Prawidłowe wykonanie instalacji systemu.


Urządzenia muszą być prawidłowo, zgodnie z instrukcją połączone przy użyciu właściwych materiałów instalacyjnych, instalacja i okablowanie winno być wykonane starannie, zgodnie z przepisami i obowiązującymi zasadami.

 

4. Prawidłowa, zgodna z instrukcją i zdrowym rozsądkiem eksploatacja systemu.


Dla prawidłowego działania systemu niezbędne jest przestrzeganie zasad określonych w instrukcji obsługi. Należy bezwzględnie przestrzegać terminów kalibracji detektorów, terminów kontroli pracy systemów, terminów wymiany akumulatorów. Kontrole powinny być przeprowadzane zgodnie z instrukcją a kalibracja wykonywana przez uprawnione laboratoria w warunkach określonych przez producenta.


Stacjonarne systemy detekcji pozwalają odpowiednio wcześnie wykryć obecność wybuchowych i toksycznych gazów i par w powietrzu oraz ostrzec o powstałym zagrożeniu. Prawidłowo zaprojektowane i montowanie tego typu systemy wykryją i ostrzegą o nadmiernym stężeniu takich gazów jak tlenek węgla, metan czy LPG, w znaczący sposób zwiększając bezpieczeństwo ludzi i ochronę mienia.

 

W większości przypadków system składa się z detektorów gazu oraz centrali sterującej, połączonej z sygnalizatorami ostrzegawczymi. W ramach systemu mogą pracować takie elementy wykonawcze jak zawory odcinające czy wentylatory. Systemy detekcji gazów są szczególnie zalecane w kopalniach, garażach, podziemnych parkingach, tunelach, kotłowniach, na stacjach benzynowych oraz wszędzie tak, gdzie istnieje realne niebezpieczeństwo przedostania się szkodliwych gazów do powietrza.

 

Typowymi przykładami miejsc i obiektów, w których powinny być zainstalowane systemy detekcji gazów są jeśli chodzi o obiekty przemysłowe:

- biogazownie,

- hale magazynowe,

- fabryki,

- kotłownie gazowe,

- laboratoria chemiczne,

- malarnie,

- maszynownie chłodnicze,

- oczyszczalnie i przepompownie ścieków,

- przemysł farmaceutyczny i spożywczy,

- rafinerie ropy naftowej,

- rozlewnie gazu,

- zakłady chemiczne i petrochemiczne,

- zakłady przemysłowe.

 

Natomiast do chronionych obiektów użyteczności publicznej zaliczamy m.in.:

- biurowce,

- centra handlowe,

- hotele,

- kuchnie gastronomiczne,

- obiekty sportowe,

- parkingi i garaże podziemne,

- stacje kontroli pojazdów,

- szkoły i przedszkola.

 

Systemy przeznaczone do detekcji gazów wybuchowych, toksycznych lub ubytku tlenu instalowane są w obiektach i pomieszczeniach, gdzie występuje zagrożenie od wyżej wymienionych gazów. Najczęściej spotykane rozwiązania stanowią monitoring pomieszczeń i obiektów, gdzie wystarczającą informacją zwrotną jest przekroczenie zadanych progów alarmowych na kanałach detekcyjnych. W przypadku zaistnienia zagrożenia niebezpiecznym stężeniem gazu, system poza sygnalizacją lokalną zagrożenia, może umożliwiać uruchomienie urządzeń współpracujących takich jak: zewnętrzna sygnalizacja akustyczno-optyczna lub urządzenia peryferyjne (wentylatory, wyciągi, nawiewy, blokady, itp.).

 

W bardziej zaawansowanych układach system może być stosowany do zabezpieczania obiektów i miejsc, w których wyznaczone są strefy zagrożenia wybuchem. Podstawowe elementy tego typów rozwiązań  to centralka sterująca, głowice detekcyjne i zewnętrzny sygnalizator akustyczno-optyczny. Z reguły system detekcji gazów można zintegrować z systemem sygnalizacji pożaru.

 

Poza sprzedażą urządzeń i systemów większość z działających na polskim rynku producentów i dystrybutorów opisywanych rozwiązań posiadają w swojej ofercie usługo dodatkowe do których zaliczamy m.in.:

- przegląd systemów detekcji gazów (symulacja wycieku gazu gazami wzorcowymi),

- kalibracja detektorów,

- naprawa i serwis systemów detekcji gazów,

- kontrola działania elektrozaworów,

- montaż systemów detekcji gazów (dobór urządzeń i wykonawstwo),

- doradztwo techniczne.

 

W jakich przemysłach regulacje prawne normują konieczność detekcji gazów?

 

W różnych branżach przemysłu występują szczegółowe przepisy nakazujące stosowanie systemów stacjonarnych lub przenośnych monitorujących i ostrzegających przed niebezpiecznymi gazami. Rodzaj zastosowanych urządzeń, np. systemy stacjonarne lub mierniki  przenośne, uzależniony jest od technologii produkcji i zastosowanych rozwiązań BHP.  

 

Przykładowo instalacje w przemyśle spożywczym wyposażane są w systemy detekcji: amoniaku przy instalacjach chłodniczych, metanu przy instalacjach gazu ziemnego zasilających urządzenia, oparów alkoholu etylowego w przemyśle spirytusowym, dwutlenku węgla w browarnictwie, napojach gazowanych czy szklarniach, a także dezynsekcji, etylenu przy dojrzewaniu owoców, tlenu przy hodowli ryb i kontroli instalacji z azotem, wodoru  wykorzystywanego do utwardzania tłuszczów czy gazów wykorzystywanych przy pakowaniu w atmosferze ochronnej.

 

W branżach wytwórczych i usługowych także można znaleźć liczne przykłady. Oczywiście, ze względu na różnorodność technologii i zastosowań wymiana wszystkich instalacji jest trudna, warto natomiast zwrócić uwagę na niektóre potencjalne zagrożenia.

 

Na pierwszym miejscu znajdują się instalacje gazów technicznych wykorzystywanych przy procesach produkcyjnych, głównie dlatego, iż niebezpieczne substancje obecne są w instalacji cały czas (także podczas przerwy w pracy) i do tego w wysokich stężeniach. Rozszczelnienie takiej instalacji może prowadzić nie tylko do zagrożenia dla pracowników przebywających w pobliżu, ale także, w przypadku dużej ilości czynnika, do zagrożenia dla okolicy i środowiska naturalnego. W takich przypadkach dość często znajdują zastosowanie podział instalacji na mniejsze części oraz automatyczne odcięcie dopływu czynnika przez zawory elektromagnetyczne połączone z systemem detekcji.

 

Kalibracja

 

Kalibracja jest obligatoryjna jeśli chcemy, aby detektory działały prawidłowo, a ich czas eksploatacji nie skracał się. Wprowadzenie wymiennych modułów sensorycznych przez część producentów ułatwiło niektóre czynności serwisowe i obniżyło ich koszty, ale nie wyeliminowało konieczności ich przeprowadzania. Kalibrację czujników możemy wykonać na różne sposoby:

 

1. Demontując czujnik – demontaż głowicy pomiarowej lub modułu sensora (różne określenia w zależności od producenta), następnie odesłanie go do producenta lub niezależnego serwisu, a na koniec po wykonaniu regulacji ponowny montaż czujnika na miejscu. Jest to rozwiązanie stosunkowo tanie lecz wydłuża całkowity czas wykonania usługi.

2. Kalibrując czujnik na obiekcie – w takim wypadku usługa wykonywana jest na miejscu. Serwisanci wykonują regulacje bez demontażu urządzeń. Dzięki temu system detekcji gazu pracuje bez przerwy. Na miejscu pracownicy wykonują również wszystkie naprawy nie wymagające demontażu urządzeń. Klienci najchętniej wybierają ten sposób kalibracji, gdyż cechuje go przystępna cena oraz krótki czas wykonania usługi.

3. Podmieniając – istnieje możliwość zakupu nowych głowic pomiarowych, a tym samym wymiany starych. Przy następnej kalibracji, można wykorzystać stare wcześniej skalibrowane głowice, aby system działał bez przerwy. Jest to kosztowny, aczkolwiek szybki sposób kalibracji. W starszych modelach czujników sposób ten nie jest możliwy.

Energetyka, branże wydobywcze i hutnictwo charakteryzują się szczegółową regulacją prawną, która dotyczy detekcji gazów w niniejszych branżach. Dla wielu zagrożeń i szczególnych zastosowań regulacje prawne bezpośrednio nakładają wymóg stosowania określonych urządzeń, wykrywających lub mierzących określone gazy. Należy jednak pamiętać o tym, że zarówno w nich, jak i w wielu niewymienionych aktach prawnych dopuszcza się lub nakłada obowiązki pomiarów i detekcji bez określenia sposobu ich wykonania. W takim przypadku wykorzystanie elektronicznych urządzeń pomiarowych może być decyzją nie wymuszoną przepisami, a podyktowaną względami ekonomicznymi. Współczesne urządzenia posiadają - obok niskich kosztów i wysokiej dokładności – także wiele dodatkowych możliwości.

 

Ważną cechą mogą tu być możliwości rejestracji danych w urządzeniach przenośnych i rozbudowane funkcje wizualizacyjno - sterownicze w systemach stacjonarnych. Szczególnie w zastosowaniach przemysłowych ważną rolę odgrywa automatyzacja, której znaczenie wzrasta również w sferze zabezpieczeń.

 

W prawidłowej eksploatacji podziemnych parkingów, gdzie wentylacja grawitacyjna jest niewystarczająca stosuje się wraz z monitoringiem stężenia tlenku węgla system wentylacji mechanicznej. Podobnie jest w tunelach i stacjach diagnostycznych pojazdów, w których tlenek węgla może stanowić poważne zagrożenie dla ludzkiego zdrowia. Dzięki prawidłowej regulacji systemu wentylacyjnego możemy ograniczyć zużycie energii oraz zapewnić bezpieczeństwo i odpowiednią jakość powietrza w miejscu, w którym przebywają ludzie. Współczesne systemy regulacji i sterowania urządzeniami wentylacyjnymi zapewniają cyfrową komunikację pomiędzy detektorami, polegającą nie tylko na kontroli pomiaru stężenia CO, ale także na sterowaniu systemem wentylacji. Dzięki efektywnej kontroli jakości powietrza można obniżyć koszty zużycia energii. Zaletą tego typu systemów jest oszczędność kosztów instalacji, ciągły monitoring stężenia gazu w czasie rzeczywistym z rejestracją danych na komputerze klasy PC oraz optymalizacja zużycia energii i bezpieczeństwa. Zagrożenie wybuchem powinno być minimalizowane za pomocą odpowiednio wczesnej, skutecznej i pewnej detekcji.

 

Techniki laserowe

 

Obecność gazów niebezpiecznych jest często nieodłącznym elementem procesów przemysłowych. Regularne kontrole instalacji oraz tworzenie złożonych systemów detekcyjnych są wtedy konieczne i wymagane. Niestety często wiążą się one z wysokimi kosztami i uciążliwością, zarówno w odniesieniu do ich wdrożenia jak i późniejszego użytkowania. W tym kontekście niezwykle atrakcyjne stają się systemy detekcji gazów wykorzystujące techniki laserowe.

 

Każdy gaz pochłania promieniowanie laserowe o dobrze zdefiniowanych długościach fali, stanowiących jego charakterystyczny „optyczny odcisk palca”. Jego analiza umożliwia zarówno wykrycie obecności gazu w badanej próbce jak też precyzyjne określenie stężenia. Kluczowe pasma absorpcyjne występują w niewidzialnym przez ludzkie oko zakresie podczerwonym dzięki czemu tego typu systemy mogą pracować bezpiecznie także w wolnej przestrzeni i określać stężenia gazów w powietrzu. W tym kontekście szczególnie interesująca jest możliwość wykonywania pomiarów w układzie zdalnym, w którym promień lasera wysyłany jest z niewielkiej głowicy, która następnie zbiera światło powracające. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu do analizy sygnału powracającego można uzyskać informacje dotyczące stężenia poszukiwanego gazu w powietrzu w jednostkach stężenia takich jak np. ppm/m, vol.% czy mg/Nm3.

 

Zdalna detekcja gazów to rozwiązanie dedykowane przede wszystkim do detekcji wycieków gazu z instalacji. Czujniki tego typu mogą z odległości nawet kilkudziesięciu metrów wykryć obecność niebezpiecznego gazu w powietrzu oraz zidentyfikować miejsce wycieku. Zastosowanie promieniowania podczerwonego umożliwia niezwykle selektywną detekcję. Poprzez dobranie odpowiedniej długości fali źródła użytkownik może zdecydować jaki gaz ma być wykrywany. Co ważne, nie występują w tym przypadku fałszywe sygnały alarmowe wynikające z obecności np. aerozoli, dymu papierosowego czy pary wodnej. Przy czasie odpowiedzi znacznie krótszym niż jedna sekunda oraz brakiem okresów martwych nawet po ekspozycji na wysokie stężenie gazu zdalna detekcja laserowa staje się wartościową alternatywą dla np. czujników elektro-chemicznych.

 

Zapobieganie uchodzeniom gazu jest istotne ze względu na występujące zagrożenie wybuchem czy pożarem. Wczesna detekcja pozwala na ograniczenie kosztów wynikających ze strat gazu. Przyszłość kontroli części liniowej gazociągów przesyłowych prawdopodobnie będzie kierowała się w stronę integracji różnych metod badawczych. Przykładem takiego rozwiązania mogą być systemy detekcji metanu, wykorzystujące samoloty bezzałogowe, w połączeniu z kamerami termowizyjnymi.

 

System detekcji gazu powinien być dostosowany do monitorowanego obiektu, tak aby w pełni wykorzystać jego funkcjonalność. Zdarzają się sytuacje, że rozbudowane możliwości systemu wykorzystywane są zaledwie w kilku procentach, a użytkownik niepotrzebnie przepłacił przy zakupie i instalacji i nadal płaci za drogą eksploatację. System powinien być „szyty na miarę”, a przykładem „złego krawca” jest projektant, który do bezobsługowego garażu pod budynkiem mieszkalnym bez stałego dozoru przewiduje do sterowania wentylacją mechaniczną pomiarowy system detekcji tlenku węgla z pełną wizualizacją wskazań poszczególnych detektorów z sensorami elektrochemicznymi wymagającymi częstej kalibracji. W takim przypadku problemem jest znalezienie bezpiecznego miejsca na centralę i monitor, z których nie będzie miał kto korzystać oraz środków na drogą eksploatację drogiego systemu.

 

Marek Figiel

 

Źródło: Art-Serwis, Easyst, Gazex, Pro-Service, SafeTech, www.obud.pl