Aplicaciones de detectores de gases tóxicos y nocivos en la industria
A) Sensores de gas que utilizan propiedades físicas y químicas, como los basados en semiconductores (controlados por superficie, controlados por volumen, basados en potencial superficial), basados en combustión catalítica, basados en conductividad térmica sólida, etc. B) Sensores de gas que utilizan propiedades físicas como conductividad térmica, interferencia óptica, absorción infrarroja, etc. C) Sensores de gas que utilizan propiedades electroquímicas, como electrólisis de potencial constante, celda galvánica, electrodo de iones de diafragma, electrolito fijo, etc. Según los peligros, clasificamos los gases tóxicos y nocivos en dos categorías: gases combustibles y gases tóxicos. Debido a sus diferentes propiedades y peligros, sus métodos de detección también varían. Los gases combustibles son gases peligrosos que se encuentran comúnmente en entornos industriales como los petroquímicos y que consisten principalmente en gases orgánicos como los alcanos y ciertos gases inorgánicos como el monóxido de carbono. La explosión de gases combustibles debe cumplir ciertas condiciones, las cuales son: cierta concentración de gas combustible, cierta cantidad de oxígeno y una fuente de fuego con calor suficiente para encenderlos. Estos son los tres elementos de la explosión (como se muestra en el triángulo de explosión en la figura de arriba a la izquierda), todos los cuales son indispensables. En otras palabras, la ausencia de cualquiera de estas condiciones no provocará un incendio o explosión. Cuando los gases combustibles (vapor, polvo) y oxígeno se mezclan y alcanzan una determinada concentración, explotarán al exponerse a una fuente de fuego con una determinada temperatura. Nos referimos a la concentración a la que los gases combustibles explotan cuando se exponen a una fuente de fuego como límite de concentración explosiva, abreviado como límite explosivo, que generalmente se expresa en%. De hecho, esta mezcla no necesariamente explota en cualquier proporción de mezcla y requiere un rango de concentración. El área sombreada que se muestra en la figura de arriba a la derecha. Cuando la concentración de gas combustible está por debajo del LEL (límite mínimo explosivo) (concentración insuficiente de gas combustible) y por encima del UEL (límite máximo explosivo) (oxígeno insuficiente), no se producirá ninguna explosión. El LEL y el UEL de diferentes gases combustibles son diferentes (consulte la introducción en el octavo número), lo que debe tenerse en cuenta al calibrar los instrumentos. Por razones de seguridad, generalmente debemos emitir una alarma cuando la concentración de gas combustible esté entre el 10% y el 20% del LEL, donde se hace referencia al 10% del LEL. Haga una alerta de advertencia, mientras que el 20 % del LEL se denomina alerta de peligro. Por eso llamamos al detector de gas combustible detector LEL. Cabe señalar que el 100% que se muestra en el detector LEL no indica que la concentración de gas combustible alcance el 100% del volumen de gas, sino que alcance el 100% del LEL, lo que equivale al límite explosivo más bajo del gas combustible. Si es metano, 100% LEL=4% de concentración en volumen (VOL). En funcionamiento, el detector que mide estos gases mediante el método LEL es un detector de combustión catalítica común. Su principio es una unidad de detección de puente dual (comúnmente conocida como puente de Wheatstone). Uno de los puentes de alambre de platino está revestido con una sustancia de combustión catalítica. Independientemente del gas inflamable, siempre que el electrodo pueda encenderlo, la resistencia del puente de alambre de platino cambiará debido a los cambios de temperatura. Este cambio de resistencia es proporcional a la concentración del gas inflamable, y la concentración del gas inflamable se puede calcular a través del sistema de circuito y el microprocesador del instrumento. También se pueden obtener en el mercado detectores VOL de conductividad térmica que miden directamente la concentración volumétrica de gases combustibles, y ya existen detectores que combinan LEL/VOL. El detector de combustible VOL es particularmente adecuado para medir la concentración de volumen (VOL) de gases combustibles en entornos con deficiencia de oxígeno. Los gases tóxicos pueden existir tanto en las materias primas de producción, como la mayoría de los químicos orgánicos (COV), como en los subproductos en diversas etapas del proceso de producción, como el amoníaco, el monóxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno, etc. Son los factores más peligrosos para los trabajadores. Este tipo de daño no sólo incluye daños inmediatos, como malestar físico, enfermedad, muerte, etc., sino que también incluye daños a largo plazo al cuerpo humano, como discapacidad, cáncer, etc. La detección de estos gases tóxicos y nocivos es un tema al que los países en desarrollo deberían comenzar a prestar total atención. TWA (promedio estadístico ponderado de 8-horas), STEL (nivel de exposición a corto plazo de 15 minutos), IDLH (dosis letal inmediata) de gases tóxicos y nocivos comunes en la tabla
