در محیط‌های صنعتی، حضور گازهای خطرناک می‌تواند خطرات جدی‌ای برای سلامتی کارکنان، زیرساخت‌ها و پیوستگی فعالیت‌های تجاری ایجاد کند. دتکتورهای گاز، که به آنها حسگرهای گاز یا تجزیه‌کننده‌های گاز نیز گفته می‌شود، ابزارهای بسیار مهمی هستند که با هدف شناسایی و اندازه‌گیری میزان گازها در محیط‌های مختلف طراحی شده‌اند. این حسگرها با فراهم آوردن هشدارهای به موقع، از وقوع حوادث و فجایع احتمالی جلوگیری می‌کنند. این مقاله به بررسی اصول پایه‌ای تشخیص گاز، معرفی فناوری‌های مختلف حسگر، و بررسی ویژگی‌های دتکتور گاز پروسنس سری PQD و PE و PE-KAYO و PC3 می‌پردازد، که به عنوان راه‌حلی پیشرفته برای افزایش قابلیت اطمینان در شرایط سخت طراحی شده‌اند.
دتکتور گاز
دتکتورهای گاز با نظارت دقیق و مداوم بر محیط اطراف خود عمل می‌کنند تا گازهای خاصی را شناسایی کنند. آنها این کار را با تبدیل داده‌های غلظت گاز به سیگنال‌های الکتریکی انجام می‌دهند که قابل اندازه‌گیری هستند و در صورت رسیدن غلظت‌ها به فراتر از حد آستانه، آلارم‌های هشدار فعال می‌شوند. دو نوع اصلی دتکتور گاز وجود دارد: دتکتورهای قابل حمل: این دستگاه‌های دستی برای بررسی‌های لحظه‌ای و یا برای تأمین ایمنی شخصی در محیط‌های محدود استفاده می‌شوند. دتکتورهای ثابت: این سیستم‌ها به طور دائمی نصب می‌شوند و امکان نظارت مداوم در سراسر محیط‌های کاری را فراهم می‌کنند.
این دستگاه‌ها طراحی شده‌اند تا گازهای قابل اشتعال، سمی و خفه‌کننده را تشخیص دهند، که هر کدام نیازمند مکانیزم‌های حسگری متفاوتی هستند. به عنوان مثال، حسگرهای اکسیداسیون کاتالیزوری برای شناسایی گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شوند، در حالی که گازهای سمی ممکن است از طریق حسگرهای الکتروشیمیایی تشخیص داده شوند.
دتکتورهای گاز با هشدار دادن به کارکنان در مورد نشت گاز قبل از رسیدن غلظت‌ها به سطوح خطرناک، از وقوع آتش‌سوزی‌ها، انفجارات و خطرات بهداشتی جلوگیری می‌کنند. صنایعی مانند نفت و گاز، معدن و تصفیه فاضلاب بر این سیستم‌ها تکیه می‌کنند تا با مقررات ایمنی مطابقت داشته باشند و از کارکنان خود محافظت کنند.
فناوری‌های حسگر در تشخیص گاز
دتکتورهای گاز مدرن از تکنولوژی‌های متنوع حسگری استفاده می‌کنند که هر کدام برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند:
۱. حسگرهای کاتالیزوری (Pellistor)
- اصل عملکرد: تشخیص گازهای قابل اشتعال از طریق احتراق کاتالیزوری گاز روی یک دانه داغ که تغییر در مقاومت الکتریکی قابل اندازه‌گیری ایجاد می‌کند.
- کاربرد: بسیار مؤثر برای شناسایی متان، پروپان و سایر هیدروکربن‌ها در محیط‌های انفجاری.
- محدودیت‌ها: این حسگرها به دلیل حساسیت به مسمومیت ناشی از تماس با سیلیکون‌ها یا سرب، دارای محدودیت در طول عمر هستند.
۲. حسگرهای مادون قرمز (IR)
- اصل عملکرد: جذب نور مادون قرمز توسط مولکول‌های گاز و اندازه‌گیری کاهش شدت نور در طول موج‌های خاص.
- مزایا: این حسگرها در برابر مسمومیت مقاوم هستند و برای تشخیص گازهای بی‌اثر مانند دی‌اکسید کربن بسیار مناسب هستند.
۳. حسگرهای الکتروشیمیایی
- اصل عملکرد: واکنش‌های شیمیایی که در اثر تماس با گازها رخ می‌دهند، جریان‌های الکتریکی ایجاد می‌کنند که متناسب با غلظت گاز هستند.
- کاربردها: این حسگرها برای تشخیص گازهای سمی مانند دی‌اکسید گوگرد، کلر و دیگر گازها در محدوده‌های پایین ppm به کار می‌روند.
۴. حسگرهای فتویونیزاسیون (PID)
- اصل عملکرد: اشعه‌های UV ترکیبات آلی فرار (VOCs) را یونیزه می‌کنند، که امکان تشخیص در سطوح بسیار پایین (ppb) را فراهم می‌کند.
- کاربردها: استفاده در کارخانه‌های شیمیایی و محل‌های دفع زباله‌های خطرناک که نیاز به تشخیص دقیق و حساس دارند.
۵. حسگرهای نیمه‌رسانا
- اصل عملکرد: جذب گاز رسانایی مواد نیمه‌رسانا را تغییر می‌دهد.
- کاربردها: این حسگرها به عنوان راه‌حل‌های اقتصادی برای تشخیص مونوکسید کربن در منازل استفاده می‌شوند.
سری ProSense PQD نمونه برجسته‌ای از ترکیب نوآوری، دوام و دقت است و برای صنایعی طراحی شده که به ایمنی حداکثری نیاز دارند مناسب است.
طراحی و کیفیت ساخت سری ProSense PQD
- مواد با دوام: استفاده از استنلس استیل 316L و آلومینیوم با پوشش اپوکسی در سری ProSense PQD، مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی، دماهای بسیار بالا و فشارهای مکانیکی شدید را تضمین می‌کند.
- محافظت در برابر نفوذ: درجه حفاظتی IP65/IP66 این سری را قادر می‌سازد تا در برابر ورود گرد و غبار و آب مقاوم باشد، این ویژگی آن را برای استفاده در شرایط سخت مانند دکل‌های نفتی دریایی یا کارخانه‌های شیمیایی ایده‌آل می‌سازد.
- نمایشگر OLED: وجود صفحه نمایش OLED با زاویه دید گسترده و کنتراست بالا به کاربران امکان می‌دهد تا در شرایط نوری متفاوت از جمله نور مستقیم خورشید یا محیط‌های کم نور، اطلاعات را به راحتی مشاهده کنند.
ویژگی‌های پیشرفته
- کالیبراسیون با قلم مغناطیسی: این قابلیت به کاربران امکان می‌دهد تنظیمات دستگاه را بدون نیاز به باز کردن محفظه انجام دهند، که ایمنی در مناطق با خطر انفجار را افزایش می‌دهد.
- ثبت داده‌ها: این سری قابلیت ذخیره‌سازی اطلاعات ۲۵۰ رویداد را دارد و با پشتیبانی باتری اطمینان حاصل می‌کند که در زمان قطع برق نیز داده‌ها حفظ شوند.
- خروجی‌های جهانی: شامل سیگنال‌های آنالوگ ۴–۲۰ mA برای ادغام با سیستم‌های کنترلی مانند PLC، پروتکل‌های ارتباطی RS485 Modbus و HART برای اتصال به شبکه‌های IoT صنعتی، و ماژول‌های رله‌ای برای کنترل آلارم‌ها و سایر عملیات‌های سیستم.
عملکرد محوری کاربر
- تشخیص خودکار: سیستم‌های نظارت دائمی اطمینان از یکپارچگی و دقت عملیاتی را فراهم می‌آورد.
- حسگرهای پیش‌کالیبره: حسگرهای آزمایش‌شده در کارخانه، زمان و هزینه‌های نصب و راه‌اندازی را کاهش می‌دهند.
- نگهداری آسان: با طراحی ماژولار، تعویض سریع حسگرها امکان‌پذیر است، که به حداقل رساندن زمان توقف تجهیزات کمک می‌کند.
کاربردها در صنایع مختلف
سری ProSense PQD با پیکربندی‌های حسگری سفارشی به نیازهای بخش‌های مختلفی از صنعت پاسخ می‌دهد:
- نفت و گاز: برای تشخیص نشتی‌های متان در خطوط لوله و سکوهای دریایی به کار می‌رود.
- تصفیه فاضلاب: نظارت بر گازهای H₂S و CH₄ در تاسیسات تصفیه فاضلاب.
- داروسازی: اطمینان از ایمنی در محیط‌هایی که با حلال‌های قابل اشتعال مانند اتانول کار می‌کنند.
- معدنکاری: هشدار دهنده به تجمعات خطرناک CO در محیط‌های زیرزمینی.
گازهای قابل تشخیص
- قابل اشتعال: متان، بوتان، پنتان.
- سمی: آمونیاک، کلر، ازن.
- خفه‌کننده: دی‌اکسید کربن، نیتروژن.
دتکتور گاز (gas detector) چیست؟ راهنمای جامع انتخاب و نحوه نصب
گواهینامه‌ها و انطباق
سری PQD به استانداردهای بین‌المللی مختلف پاسخگو است که اطمینان از کیفیت و ایمنی آنها را تضمین می‌کند:
- ATEX و IECEx: تأییدیه برای استفاده در محیط‌هایی با خطر انفجار.
- SIL2: تضمین قابلیت اعتماد در سیستم‌های ابزار دقیق مرتبط با ایمنی.
- IEC EN 60079-29-1: تأیید دقت در تشخیص گازهای قابل اشتعال.
با پیشرفت‌های فناوری، شاهد ظهور روندهای جدیدی در زمینه تشخیص گاز هستیم، مانند استفاده از شبکه‌های حسگر بی‌سیم، تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده مبتنی بر هوش مصنوعی، و توسعه حسگرهای IR چند طیفی مینیاتوری. معماری ماژولار ProSense PQD به آن اجازه می‌دهد که به راحتی این پیشرفت‌ها را یکپارچه کرده و رهبری خود را در عرصه فناوری‌های ایمنی حفظ کند.