ガス検知器の選択

ガス検知器の選択

ガス検知器の主な機能は、漏れや差し迫った危険が発生した場合に、現場のスタッフ、生産設備の安全な操作、および周囲の環境を保護するために、関連する担当者に関連する措置を講じることを思い出させることです。 使用する適切な検出器を選択すると、それらのパフォーマンスが向上します。 今日の産業が人や生産物を保護するのに役立つさまざまなガス検知技術があります。 もちろん、それぞれのテクノロジーには長所と短所があります。 以下の最も一般的な技術から、単一の「最良の方法」はなく、実際の状況に応じて複数の技術を組み合わせた最良のガス検知システムのみがあることがわかります。

ガス検知器は、主にセンサーと関連回路で構成されています。 センサーは検出器全体の重要な部分であり、その信頼性を決定する重要な要素の 1 つです。 現在、ガス検知技術には、電気化学技術、触媒燃焼技術、化学紙テープ技術、固体金属酸化物技術、赤外線技術、光イオン化技術などがあります。

電気化学技術と触媒燃焼技術

異なる電気化学ガスセンサーには、対応する有毒ガスと反応できるかどうかを決定するさまざまなコンポーネントが含まれています。 測定ヘッドは、反応によって生成された電流を測定し、それをガス濃度値 (PPM または PPB) に変換できます。 触媒コーティングされたボール上の触媒センサー「炎のない」可燃性ガス。 測定ヘッドは抵抗の変化を測定し、A/D 変換を介して、対応する変化の読み取り値を表示します。 一般的に、爆発下限はフルスケールです。

電気化学および触媒燃焼測定ヘッドは比較的低コストであるため、「ソース ポイント」(漏れが発生する可能性がある場所) での測定によく使用されます。 したがって、リークへの応答は速く、継続的に検出できます。 また、可動部がないため、機械的な故障がありません。

ただし、これら 2 つのセンサーには欠点もあります。一部のガス センサーは、対応するガス (つまり、反応するように設計する必要があるガス) だけでなく、他のガス (妨害ガス) にも反応するため、必要に応じて注意が必要です。これらのセンサは、設置時に干渉ガスが存在する可能性がある場所で使用してください。 センサーは定期的に、通常は 3 か月に 1 回 (さまざまなブランド、作業環境、作業状況などの要因の影響によります)、校正する必要があります。 通常、センサーは 1 ～ 3 年使用した後に交換する必要があります (異なるブランド、作業環境、作業条件などの要因によって異なります)。 さらに、一部のブランドのセンサーは定期的に補充する必要がある電解質を使用しています。

化学紙テープ技術

化学紙テープ技術は、化学的に浸した紙テープを使用して有毒ガスを検出します。 この紙テープはリトマス紙に非常に似ており、対応するガスに遭遇すると色が変わります。 紙テープ マシンは、フォトセルを通して紙テープの色を測定し、ガス濃度値に変換します。

このシステムの利点は、テープ マシンが変色反応によるガス漏れの物理的証拠を提供することです (対照的に、電気化学、触媒燃焼、固体金属酸化物、赤外線プローブは 4-20 mA 信号しか出力しません)。 特に、それらは干渉ガスの影響も受けますが、電気化学および固体金属酸化物タイプほど影響を受けないため、それらよりも特異的です。 また、テープマシンは電気化学式よりも多くのガスを検出できます。

紙テープマシンの欠点は、有毒ガスしか検出できず、水素などの可燃性ガスを検出できないことです。 紙テープマシンは高価なため、通常は中央に配置し、サンプリングパイプを介して各測定ポイントに接続します。 各測定ポイントのガスサンプルが順番にポンピングされます。 その結果、ガス漏れと検出の間にはかなりの時間差があり、順次ポンピングすると、検出機器が一部のガス漏れを無視する可能性があります。 さらに、反応性ガス (HF、Cl2、HCl、NH3 など) はサンプリング チューブに吸着しやすく、検出器はガス漏れを「見る」ことができません。 機械的な故障もテープ マシンの問題 (動かなくなったカートン ドライブ、汚れた光学部品、不良ポンプ、目詰まりしたフィルター、不安定な流れ) であるため、定期的な予防保守が必要です。 また、光学系の定期的な校正も必要です。 製造元は、6 か月ごとに紙テープを交換することを推奨しています。 これは簡単なプロセスですが、和紙テープを購入して処分するには非常に費用がかかります。

固体金属酸化物技術

固体金属酸化物センサーは、金属酸化物 (通常は酸化スズ) でできており、ガスの存在に反応して抵抗を変化させます。 測定ヘッドは抵抗の変化を測定し、濃度に変換します。

固体金属酸化物センサーの利点は、耐用年数が長く、通常は 10 年であるということです。 それらは非常に広範囲のガスを検出でき、電気化学や紙テープ装置では検出できないものも検出できます。 それらは比較的安価であるため、「発生源」の検出によく使用され、リークに迅速に対応し、継続的に検出できます。 機械的な故障の原因となる可動部品はありません。

固体金属酸化物センサーはさまざまなガスを検出でき、感度が高いですが、選択性が低いため、「偽陽性」の確率が他の技術よりも大幅に高くなります。 さらに、検出されているガスに一定期間さらされていない場合、固体金属酸化物センサーは酸化して「休止」状態に入ります。つまり、実際のガス漏れには反応しません。 また、固体金属酸化物センサーは非線形出力を提供するため、キャリブレーションは線形出力電気化学センサーよりもはるかに難しく、時間がかかります。

赤外線技術

フーリエ変換赤外線 (FTIR) 機器は、分光測光技術を使用してガスを検出します。 赤外光がサンプルガスを通過して吸収されると、装置はその吸収スペクトルを分析して組成を決定します。

間違いなく、FTIR は、感度が高く誤報が非常に少ない、一般的なアプリケーション向けの最も正確なガス技術です。 スペアパーツが消費されないため、メンテナンス後のコストは他の技術よりもはるかに低くなります。 ただし、価格が高いため、FTIR は通常中央に配置され、サンプリング パイプを介してさまざまな測定ポイントに接続されます。 各測定ポイントのガスサンプルが順番にポンピングされます。 そのため、ガス漏れと検知の間にはかなりのタイムラグがあります。

さらに、紙テープ機と同様に、反応性ガス (HF、Cl2、HCl、NH3 など) はサンプリング チューブに吸着されやすく、検出器はガス漏れを「見る」ことができません。 機械的な故障も FTIR 装置の問題です。回転シャッターの磨耗や固着、ポンプの損傷などです。