Prinsip dan Penerapan Detektor Gas Beracun dan Berbahaya

Prinsip dan Penerapan Detektor Gas Beracun dan Berbahaya

Prinsip dan penerapan detektor gas beracun dan berbahaya/Komponen utama detektor gas adalah sensor gas. Sensor gas pada prinsipnya dapat dibagi menjadi tiga kategori:

A) Sensor gas yang memanfaatkan sifat fisik dan kimia, seperti tipe semikonduktor (dikendalikan permukaan, dikontrol volume, tipe potensial permukaan), tipe pembakaran katalitik, tipe konduktivitas termal padat, dll.

B) Sensor gas memanfaatkan sifat fisik, seperti konduktivitas termal, interferensi optik, penyerapan inframerah, dll.

C) Sensor gas yang memanfaatkan sifat elektrokimia, seperti elektrolisis potensial konstan, baterai Gavanni, elektroda ion membran, elektrolit tetap, dll.

Berdasarkan bahayanya, kami mengklasifikasikan gas beracun dan berbahaya menjadi dua kategori: gas yang mudah terbakar dan gas beracun. Karena sifat dan bahayanya yang berbeda, metode pendeteksiannya juga berbeda-beda.

Gas yang mudah terbakar adalah gas berbahaya yang paling umum ditemui di lingkungan industri seperti industri petrokimia. Ini terutama terdiri dari gas organik seperti alkana dan gas anorganik tertentu seperti karbon monoksida. Ledakan gas yang mudah terbakar harus memenuhi syarat tertentu, yaitu konsentrasi gas yang mudah terbakar tertentu, jumlah oksigen tertentu, dan panas yang cukup untuk menyalakan sumber penyulutnya. Ini adalah tiga elemen penting dalam ledakan, dan tidak ada satupun yang sangat diperlukan. Dengan kata lain, tidak adanya salah satu kondisi tersebut tidak akan menyebabkan kebakaran atau ledakan.

Ketika gas yang mudah terbakar (uap, debu) dan oksigen bercampur dan mencapai konsentrasi tertentu, maka akan terjadi ledakan jika bertemu dengan sumber api dengan suhu tertentu. Konsentrasi gas mudah terbakar yang meledak ketika bertemu dengan sumber api kita sebut sebagai batas konsentrasi ledakan, disebut dengan batas Mudah Terbakar, yang umumnya dinyatakan dalam %.

Dalam pekerjaan kami, detektor yang mengukur gas-gas ini menggunakan LEL biasanya digunakan sebagai detektor pembakaran katalitik. Prinsipnya adalah unit pendeteksi jembatan ganda (biasa disebut jembatan Wheatstone). Salah satu jembatan kawat platina ini dilapisi dengan zat pembakaran katalitik. Selama gas yang mudah terbakar dapat tersulut oleh elektroda, resistansi jembatan kawat platina akan berubah karena perubahan suhu. Perubahan resistansi ini sebanding dengan konsentrasi gas yang mudah terbakar. Konsentrasi gas yang mudah terbakar dapat dihitung melalui sistem sirkuit instrumen dan mikroprosesor. Detektor VOL konduktivitas termal yang secara langsung mengukur konsentrasi volume gas yang mudah terbakar juga dapat ditemukan di pasaran, dan sudah ada detektor yang menggabungkan LEL/VOL. Detektor VOL yang mudah terbakar sangat cocok untuk mengukur konsentrasi volume (VOL) gas yang mudah terbakar di lingkungan hipoksia (kekurangan oksigen).

Gas beracun dapat terdapat dalam bahan mentah produksi, seperti sebagian besar bahan kimia organik (VOC), dan produk sampingan dalam berbagai tahap proses produksi, seperti amonia, karbon monoksida, hidrogen sulfida, dan sebagainya. Ini adalah faktor yang paling berbahaya bagi pekerja. Jenis kerugian ini tidak hanya mencakup kerugian langsung, seperti ketidaknyamanan fisik, penyakit, kematian, dll., tetapi juga kerugian jangka panjang pada tubuh manusia, seperti kecacatan, kanker, dll. Deteksi gas beracun dan berbahaya ini adalah sebuah permasalahan yang harus mulai mendapat perhatian yang cukup dari negara-negara berkembang.

Saat ini, kami paling banyak menggunakan sensor gas khusus untuk mendeteksi gas beracun tertentu. Ini dapat mencakup semua sensor gas yang tercantum di atas, serta detektor Fotoionisasi yang dijelaskan dalam dua bab sebelumnya. Diantaranya, metode yang paling umum untuk mendeteksi gas anorganik, dengan teknologi yang relatif matang dan indikator komprehensif terbaik, adalah metode elektrolisis potensial konstan, yang juga dikenal sebagai sensor elektrokimia.

Sensor elektrokimia terdiri dari dua elektroda reaksi - elektroda kerja, elektroda lawan, dan elektroda referensi - ditempatkan dalam elektrolit tertentu (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas), dan kemudian tegangan yang cukup diterapkan di antara elektroda reaksi untuk memungkinkan Redoks untuk dilakukan melalui gas yang akan diukur dilapisi dengan film katalis logam berat, kemudian arus yang dihasilkan selama elektrolisis gas diukur melalui sistem sirkuit pada instrumen, kemudian mikroprosesor di dalamnya menghitung konsentrasi gas.

Saat ini, sensor elektrokimia yang dapat mendeteksi gas tertentu antara lain karbon monoksida, hidrogen sulfida, sulfur dioksida, oksida nitrat, nitrogen dioksida, amonia, klorin, asam sianurat, etilen oksida, hidrogen klorida, dan sebagainya.

Deteksi detektor VOC dapat menggunakan detektor fotoionisasi yang telah diperkenalkan pada bab sebelumnya. Oksigen juga merupakan salah satu faktor yang memerlukan perhatian besar dalam lingkungan industri, terutama pada lingkungan tertutup. Secara umum, bila kandungan oksigen melebihi 23,5% disebut oksigen berlebihan (oksigen diperkaya), yang dengan mudah dapat menimbulkan risiko ledakan; Bila kandungan oksigen kurang dari 19,5%, hal ini menunjukkan kekurangan oksigen (hipoksia), yang dapat dengan mudah menyebabkan mati lemas, koma, dan bahkan kematian pada pekerja. Kandungan oksigen normal seharusnya sekitar 20,9%. Detektor oksigen juga merupakan jenis sensor elektrokimia.