Thiết bị phát hiện khí: Lựa chọn, thông số kỹ thuật & xu hướng

Việc đi vào không gian hạn chế, vận hành nhà máy công nghiệp và xử lý vật liệu nguy hiểm đều phụ thuộc vào cảnh báo sớm và đáng tin cậy về nồng độ khí nguy hiểm. Thiết bị phát hiện khí đưa ra cảnh báo đó bằng cách liên tục theo dõi chất lượng không khí và kích hoạt cảnh báo trước khi mức khí đạt đến ngưỡng khiến nhân viên gặp nguy hiểm. Bài viết này giải thích cách hoạt động của công nghệ phát hiện, những thông số kỹ thuật quan trọng trong quá trình lựa chọn và nguyên nhân các cơ sở thường thực hiện sai việc hiệu chuẩn và bảo trì.

Thiết bị phát hiện khí đề cập đến các thiết bị được thiết kế để xác định sự hiện diện và nồng độ của khí độc hại hoặc dễ cháy trong môi trường, sau đó cảnh báo nhân viên thông qua tín hiệu âm thanh, hình ảnh hoặc rung khi nồng độ vượt quá ngưỡng xác định. Thiết bị bao gồm từ màn hình di động dùng một loại khí do một công nhân mang theo đến hệ thống cố định đa điểm liên tục giám sát toàn bộ cơ sở từ các điểm điều khiển trung tâm.

Chức năng cốt lõi trên tất cả các định dạng đều giống nhau: chuyển đổi đặc tính khí hóa học hoặc vật lý thành tín hiệu điện, so sánh tín hiệu đó với ngưỡng đã hiệu chỉnh và bắt đầu phản hồi cảnh báo khi vượt qua ngưỡng. Công nghệ được sử dụng để thực hiện chuyển đổi đó là yếu tố phân biệt loại máy dò này với loại máy dò khác.

Các công nghệ cảm biến khác nhau phù hợp với các loại khí và phạm vi nồng độ khác nhau. Bốn phương pháp phổ biến nhất được nêu dưới đây theo thứ tự mẫu khí thường di chuyển qua chu trình phát hiện.

Cảm biến điện hóa phổ biến nhất đối với các loại khí độc như carbon monoxide và hydrogen sulfide, phản ứng với khí mục tiêu để tạo ra dòng điện tỷ lệ. Cảm biến hạt xúc tác được sử dụng rộng rãi để phát hiện khí dễ cháy, đo nhiệt lượng sinh ra do quá trình đốt cháy có kiểm soát ở bề mặt cảm biến. Cảm biến hồng ngoại phát hiện khí bằng cách đo độ hấp thụ ở các bước sóng ánh sáng cụ thể, hữu ích đối với khí carbon dioxide và hydrocarbon, trong khi máy dò quang hóa xác định nhiều loại hợp chất hữu cơ dễ bay hơi bằng cách đo năng lượng ion hóa.

• Lối vào không gian hạn chế — Máy đo đa khí cầm tay kiểm tra nồng độ oxy, chất dễ cháy và khí độc trước và trong khi đưa vào bể chứa, hầm hoặc hào.
• Cơ sở dầu khí — Mạng phát hiện cố định giám sát liên tục các khu vực xử lý để phát hiện rò rỉ hydrocarbon và phơi nhiễm hydro sunfua.
• Xử lý nước thải — Thiết bị phát hiện giám sát sự tích tụ hydro sunfua và mêtan trong các cơ sở xử lý khép kín.
• Hoạt động khai thác mỏ — Các hệ thống cố định và di động cùng nhau giám sát tình trạng thiếu khí mê-tan, carbon monoxide và oxy dưới lòng đất.
• Sản xuất công nghiệp — Bộ giám sát khu vực theo dõi sự tích tụ khí dễ cháy gần thiết bị lưu trữ, xử lý và xử lý.

Các máy dò cố định phải được định vị dựa trên các đặc tính vật lý của khí mục tiêu, vì các khí nhẹ hơn không khí yêu cầu đặt cảm biến cao hơn trong không gian trong khi các khí nặng hơn yêu cầu đặt gần mặt sàn hơn. Lịch trình hiệu chuẩn phải tuân theo các khoảng thời gian do nhà sản xuất chỉ định, thường liên quan đến việc tiếp xúc với nồng độ khí mục tiêu đã biết để xác minh độ chính xác của cảm biến. Kiểm tra va chạm, một biện pháp kiểm tra chức năng nhanh hơn để xác nhận cảm biến và cảnh báo phản ứng với việc tiếp xúc với khí, thường được khuyến nghị trước mỗi lần sử dụng thiết bị cầm tay, tách biệt với việc hiệu chuẩn đầy đủ được thực hiện theo lịch trình định kỳ.

• Bỏ qua việc kiểm tra va chạm trước khi sử dụng — Chỉ dựa vào việc hiệu chuẩn định kỳ mà không kiểm tra chức năng hàng ngày có thể khiến cảm biến bị trục trặc không được phát hiện giữa các chu kỳ hiệu chuẩn.
• Vị trí cảm biến không chính xác trong hệ thống cố định — Việc đặt cảm biến mà không tính đến mật độ khí so với không khí sẽ dẫn đến việc phát hiện bị chậm trễ.
• Bỏ qua tuổi thọ của cảm biến — Cảm biến điện hóa xuống cấp theo thời gian ngay cả khi không xảy ra hiện tượng phơi nhiễm và việc sử dụng quá tuổi thọ định mức sẽ làm tăng nguy cơ cho kết quả đọc không chính xác.
• Xem xét vấn đề nhạy cảm chéo — Một số loại cảm biến phản ứng với các khí vượt quá mục tiêu dự định của chúng, điều này có thể tạo ra các kết quả đọc sai nếu không được tính đến trong quá trình lựa chọn.

Tính năng phát hiện khí được kết nối mở rộng các cảnh báo cục bộ truyền thống bằng truyền dữ liệu không dây, cho phép các kết quả đọc từ các thiết bị di động và cố định đến được điểm giám sát trung tâm trong thời gian thực. Điều này hỗ trợ phản ứng khẩn cấp nhanh hơn vì người giám sát có thể biết thiết bị nào đã kích hoạt báo động và vị trí của nó thay vì chỉ dựa vào âm thanh báo động ở gần đó. Các hệ thống được kết nối cũng hỗ trợ ghi nhật ký tự động các sự kiện phơi nhiễm và lịch sử hiệu chuẩn, giúp đơn giản hóa việc lưu trữ hồ sơ tuân thủ cho các cơ sở quản lý số lượng lớn các đơn vị phát hiện trên nhiều địa điểm.

Việc thu nhỏ cảm biến tiếp tục mở rộng số lượng khí mà một thiết bị cầm tay có thể giám sát mà không cần tăng đáng kể kích thước hoặc trọng lượng. Kết nối không dây đang trở thành một tính năng tiêu chuẩn chứ không phải là một tùy chọn cao cấp, phản ánh nhu cầu ngày càng tăng về khả năng hiển thị tập trung trên các địa điểm làm việc phân tán. Người ta cũng ngày càng chú ý đến tuổi thọ của cảm biến, khi các nhà sản xuất kéo dài tuổi thọ định mức để giảm tần suất thay thế và giảm chi phí vận hành dài hạn cho các cơ sở vận hành đội máy dò lớn.

Lựa chọn quyền Thiết bị phát hiện khí phụ thuộc vào công nghệ cảm biến phù hợp, thời gian đáp ứng và các yêu cầu chứng nhận đối với các loại khí cụ thể và điều kiện vật lý hiện có tại địa điểm. Kiểm tra va chạm nhất quán, hiệu chuẩn theo lịch chính xác và chú ý đến tuổi thọ của cảm biến sẽ xác định xem chương trình phát hiện có hoạt động đáng tin cậy hay không khi nó quan trọng nhất.

Câu hỏi thường gặp