Обнаружение опасных газов может спасти жизнь

Увеличение количества вредных газов представляет серьезную угрозу для человечества в целом и для работников многих отраслей промышленности. Эти газы могут поступать из природных или искусственных источников, таких как химическая промышленность, нефтепереработка, камень, пластик и пищевая промышленность. Из-за риска их утечки в окружающую среду необходимы меры безопасности для защиты окружающей среды и рабочих. Различные типы детекторов газа используются для обнаружения различных газов, таких как часто встречающиеся загрязняющие вещества, такие как окись углерода, сероводород, сульфонилхлорид, фосфин и нитрозилхлорид.

Каталитические датчики

Датчики Pellistor/Catalytic Bead (CB), которые существуют уже почти столетие, могут реагировать на горючие газы, такие как водород, кислород, сероводород, метан, бутан, пропан и монооксид углерода. У них есть два шарика:активный шарик, покрытый катализатором, который снижает температуру воспламенения окружающего его газа. В результате горения этот валик нагревается, вызывая разницу температур между ним и эталонным валиком. Тепло вызывает изменение сопротивления в зависимости от типа и концентрации газа. Поскольку бусинка является одной из ветвей моста Уитстона, это изменение сопротивления создает сигнал выходного напряжения. Каталитические шариковые датчики горючих газов быстры и точны при использовании для обнаружения одного газа. Однако эта технология может привести к отравлению сенсора из-за воздействия силиконов и соединений свинца.

Кроме того, в датчиках обнаружения нескольких газов эти датчики-детекторы могут давать ложные показания для всех других газов, если они откалиброваны для одного газа. Правильный выбор горючего газа для калибровки зависит от отраслевого применения и потенциальной опасности газа в этой конкретной отрасли. Например, для распределителя пропана опасность представляет пропан; в канализации основную опасность представляет метан.

В сложной среде с несколькими горючими газами при выборе датчика необходимо учитывать ряд вопросов, наиболее важным из которых является нижний предел взрываемости (НПВ) — самая низкая концентрация (в процентах по объему) газа в воздухе, которая способна производить вспышка огня в присутствии источника воспламенения.

• Что такое горючие газы?

• Какой газ наиболее распространен?

• Какова их концентрация в процентах от нижнего предела взрываемости?

• Какой тип датчика вам нужен — для одного газа или для нескольких газов?

Датчики спектрометра молекулярных свойств (MPS), запатентованная технология NevadaNano (Sparks, NV), могут обнаруживать присутствие легковоспламеняющихся или горючих газов, включая смеси, и классифицировать их как водород, метан, легкий газ, средний газ или тяжелый газ. Они могут быстро обнаруживать широкий спектр горючих газов, включая водород и тяжелые углеводороды. Датчики MPS, в отличие от сенсоров с каталитическими шариками, не могут быть отравлены, потому что измерение основано на физических свойствах, а не на химических реакциях. Они не требуют калибровки и предлагают функцию отказоустойчивости и встроенную диагностику, чтобы уведомить пользователя, если датчик становится непригодным для использования или скомпрометирован.

Преобразователь датчика горючих газов MPS представляет собой мембрану с микромеханической обработкой со встроенным джоулевым нагревателем и термометром сопротивления. Преобразователь микроэлектромеханической системы (МЭМС) смонтирован на печатной плате и заключен в прочный корпус, открытый для окружающего воздуха. Присутствие горючего газа вызывает изменения термодинамических свойств воздушно-газовой смеси, которые измеряются датчиком.

Системный подход к мониторингу личной безопасности

Компания Universal Site Monitoring (USM) — компания Darwin NT, Австралия — спроектировала и разработала интегрированную систему носимых устройств для мониторинга личной безопасности, узлов связи, а также программного обеспечения для отчетности и управления.

Ручной монитор личной безопасности Hero выпускается в стандартной версии, модель 825, и сертифицированной версии ATEX / IECEx, модель 715. Он обнаруживает угарный газ (CO), сероводород (H₂ S), взрывоопасные газы (НПВ) и кислород (O₂ ), с помощью каталитических датчиков. Он включает в себя микроконтроллеры, датчики газа, датчик температуры, акселерометр, гироскоп, динамик для звуковых сигналов, модуль сотовой связи, GNSS и Zigbee.

Датчики газа используют внешний модуль аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который преобразует аналоговый выходной сигнал датчиков в цифровой формат. Цифровые данные передаются на микроконтроллер с использованием протокола последовательной связи I2C.

Акселерометр и гироскоп вместе с GNSS используются для определения положения работника, скорости относительно земли, высоты, скольжений, спотыканий и падений.

Интеллектуальная система оповещения и навигации с универсальным интерфейсом данных (UDI) представляет собой веб-приложение, разработанное для диспетчерской и позволяющее отслеживать данные в режиме реального времени, поступающие от персонального монитора безопасности. Персональный монитор безопасности отображает все данные на ЖК-экране и отправляет их в универсальный интерфейс данных для мониторинга в реальном времени, аналитики, настройки и связи с использованием доступной сети, будь то сотовая, GNSS или Zigbee. Компания объединила аппаратное обеспечение и программное обеспечение для интеллектуальных оповещений и навигации с универсальным интерфейсом данных (UDI) в единое решение для обеспечения безопасности сотрудников с интегрированной сотовой связью 2G/3G/4G.

Триггеры и сигналы тревоги могут быть установлены удаленно из диспетчерской для обнаружения высокой или низкой концентрации газа, а уровень сигналов тревоги также может быть настроен в соответствии с требованиями объекта. Удаленный оператор может определять различные уровни аварийных сигналов, критических или предупредительных аварийных сигналов и устанавливать их в ответ на определенные концентрации четырех обнаруженных газов. Например, пользователь может установить триггер предупреждения/сигнал тревоги в ответ на 10 частей на миллион угарного газа или ниже или может изменить уровень тревоги с предупреждения на критический в ответ на 100 частей на миллион угарного газа или выше.

Датчик газа с клипсой

Более совершенная сенсорная технология спектрометра молекулярных свойств (MPS) использовалась в низкоэнергетических (BLE) газовых сенсорах USM Clip-On. Этот датчик сертифицирован, стабилен, невосприимчив к отравлению и не требует калибровки. Он может обнаруживать до пятнадцати горючих газов LEL, а также водород, атмосферное давление, температуру и влажность. Clip-On позволяет конечным пользователям отслеживать риски газа в полевых условиях, подключая свой парк мобильных телефонов к универсальному интерфейсу данных с помощью мобильного приложения General Asset Monitor для устройств Android и iOS.

Биометрический монитор

USM также разрабатывает искробезопасный биометрический монитор, который измеряет содержание кислорода в крови работников, частоту сердечных сокращений и температуру тела. Данные передаются в режиме реального времени в интеллектуальную систему оповещения и навигации Universal Data Interface через Personal Safety Monitor или мобильное приложение General Asset Monitor. Это устройство может отслеживать показатели здоровья работника с заданными параметрами и может помочь спасти жизни в опасных условиях. Если известно, что у работника есть проблемы с сердцем и что определенное количество сердечных сокращений может быть опасным, для этого конкретного работника можно установить уровень тревоги. Всякий раз, когда их сердцебиение превышает заданное значение, срабатывает сигнал тревоги, в то время как оперативные данные продолжают отправляться удаленному оператору в диспетчерской. Удаленный оператор может видеть статус тревоги на приборной панели и немедленно связаться с человеком или отправить экстренную помощь.

Точки доступа к сетке

Точки доступа к ячеистой сети (MAP) обеспечивают беспроводную передачу данных между персональным монитором безопасности и универсальным интерфейсом данных по протоколу связи Zigbee. Устройства Zigbee передают сигналы на небольшое расстояние (от 10 до 100 метров), но поскольку MAP использует ячеистую сеть, каждое устройство принимает и повторяет сигналы, пересылая их другим сетевым устройствам в пределах досягаемости. Это решает проблему получения данных в сложных условиях, связанных с опасными газами, высокими температурами, плохим качеством воздуха и влажностью, а также с плохой видимостью в таких местах, как подземные шахты.

Удовлетворение потребностей различных отраслей

Угарный газ является одним из самых опасных веществ в сталелитейной промышленности, особенно в доменных печах.

Многочисленные газы связаны с добычей полезных ископаемых и обычно делятся на горючие, токсичные и удушающие типы. Некоторые из наиболее распространенных газов:метан, двуокись углерода (CO₂ ), окись углерода (CO), оксиды азота (NO, NO₂ ), сероводород (H₂ S) и диоксид серы (SO₂ ). Метан является наиболее распространенным горючим взрывоопасным газом LEL. Он легче воздуха, не имеет запаха и взрывается при концентрации от 5% до 15%. Эти опасные газы часто обнаруживаются во время подземной разработки, а также при бурении на поверхности и под землей.

Работники нефтяной и газовой промышленности сталкиваются с риском возгорания и взрыва из-за воспламенения легковоспламеняющихся паров или газов. Горючие газы, такие как колодезные газы, пары и сероводород, могут выделяться из колодцев, грузовиков, производственного оборудования или наземного оборудования, такого как резервуары и вибросита. Источниками воспламенения могут быть статическое электричество, электрическая энергия, открытый огонь, молния, сигареты, режущие и сварочные инструменты, горячие поверхности и тепло от трения.

Интегрированный мониторинг безопасности

Целью интегрированной системы мониторинга опасной атмосферы является обеспечение безопасности работников путем предоставления точной информации о текущем состоянии окружающей среды, включая опасные газы, температуру и влажность. Эта технология также помогает в спасательных операциях во время стихийных бедствий, предоставляя информацию о точном месте аварии, где находится персонал, а также обеспечивая двустороннюю связь между оператором диспетчерской универсального интерфейса данных и рабочими, находящимися в опасности.

Эта статья была написана Умером Фаруком (Umer Farooq), техническим инженером по продажам, Universal Site Monitoring (Darwin NT, Австралия). Для получения дополнительной информации свяжитесь с г-ном Фаруком по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или посетите здесь .