بررسی ساختار و عملکرد آنالایزرهای گازی – بخش اول
باتوجه به توسعه روزافزون صنعت و همچنین پالایشگاهها و محیطهای مرتبط با صنعت نفت و گاز، حفاظت و مراقبت در برابر خطرات ناشی از نشت گاز، انفجار و حریق در این اماکن از اهمیت بالایی برخوردار میباشد. لذا آشنایی متخصصین دستاندرکار با انواع سیستمهای آشکارساز حریق و گاز و آنالایزرهای گازی و نحوه عملکرد آنها جهت انتخاب بهینه، بسیار حائز اهمیت است.
مواد جامد یا مایع در اثر دریافت حرارت زیاد، گازهای سمیای متصاعد میکنند که محیط اطراف خود را خطرناک میکنند. این گازها بسیار شبیه به هوای تنفسی عمل مینمایند و از اتمسفر جدا نمیشوند. مسمومیتهایی که به واسطه این گازها ایجاد میشود، درصورت درمان نشدن به موقع، موجب مرگ یا آسیب رسیدن به بخشهایی از سیستم تنفسی و عصبی شخص میشود. گازهای سمی به دلیل آن که از طریق استنشاق وارد بدن میشوند، به راحتی وارد جریان خون شده و پس از چند ثانیه خود را به مراکز عصبی رسانده و اثرات شدیدی از خود بر جای میگذارند.
از جمله این گازهای سمی میتوان اکسیدهای کربن، اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربنها و اکسیدکنندهها را نام برد. از آنجا که برای کشف آنها نمیتوان از یک فرمول یا روش معین استفاده کرد و میبایست برای هر یک از آنها روش بهخصوصی به کار برد، از ادواتی به نام آنالایزرهای گازی (Gas Analayzer) استفاده میشود.
چگونگی کشف، آشکارسازی و نیز آگاه شدن از انواع بخارها، مایعات و ذرات پراکنده در هوا، توسط شیمیدانها و کارشناسان صنایع نظامی، جدیتر به کار گرفته می شوند. آشکارسازها و آنالایزرهای گازی با هدف نظارت مداوم بر پدیدههای فیزیکی و شیمیایی گازها ساخته میشوند تا در کمترین زمان ممکن و در لحظات اولیه نشت گاز خطرناک، هشدار اتوماتیک و در سطحی پیشرفتهتر کنترل تجهیزات ایمنی و حفاظتی را بر عهده گیرند و از بروز حوادث ناگوار جلوگیری نمایند.
به طور مثال در میدان جنگ به آشکارسازهایی نیاز است که نسبت به عوامل شیمیایی، در هر شکل و حالتی، پاسخ دهند. در چنین شرایطی هرگونه هشدار درمورد سموم شیمیایی به کارگرفته شده و تشخیص نوع آنها، میتواند از وقوع یک فاجعه جلوگیری کند.
آنالایزرهای گازی از نظر موارد مصرف، به دو دسته اصلی آنالایزرهای گازی محیط و آنالایزرهای گازی حاصل از احتراق تقسیم میشوند که هر کدام آنها نیز به نوبه خود، به ۲ بخش تقسیم میشوند:
- آنالایزرهای گازهای محیط به دو بخش محیط صنعتی و هوای پاک تقسیم میشوند که بخش اول شامل دتکتورهای گاز و دتکتور تیوب و بخش دوم شامل ایستگاههای ثابت و سیار میباشند.
- آنالایزرهای گازهای حاصل از احتراق نیز به دو بخش خروجی دودکش صنایع و خروجی اگزوز خودرو تقسیم میشوند. آنالایزرهای خروجی دودکش صنایع به دو صورت ثابت و پرتابل میباشند که پرتابل آن، علاوه بر استفاده در صنایع نظامی و جنگها، در صنایع نفت و گاز کاربرد ویژهای دارند.
به طور کلی هر آنالایزر از چندین بخش تشکیل میشود که مهمترین بخش آن، سنسور آن میباشد که وظیفه تشخیص شاخص مورد نظر را به عهده دارد. اطلاعات کسب شده توسط سنسور مذکور، به صورت دادههای آنالوگ است که معمولاً این اطلاعات توسط مدارات حالتدهنده Conditioning Circuits به بازه مقادیر قابل فهم برای مدارات تبدیل آنالوگ به دیجیتال Convertor Analog to Digital و یا پردازشگرها تبدیل میشود. پس از دیجیتال شدن، اطلاعات برای پردازش به ریزپردازشگرهای داخلی آشکارساز ارسال میگردند و بعد از تحلیل این اطلاعات و دریافت نتیجه مورد نظر در این بخش، خروجی به مدارات انتقال داده، برای ارسال به پردازنده و کنترلکننده کلی سیستم تحویل میشود که از نظر نوع این مدارات، دادهها به پروتکلهای ارتباطی مختلف تبدیل و ارسال میگردند. در تشخیص نوع گاز، انتخاب سنسور بسته به نوع کاربرد و انتظاری که از سیستم وجود دارد، بسیار مهم است. چنانچه نوع سنسور و آشکارساز گاز به طور نامناسب انتخاب شوند، عملکرد تمامی سیستم با اختلال همراه خواهد بود. باید توجه نمود که هر سنسور مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارا است.
لذا انتخاب نادرست سنسور، احتمال خروج از بازه عملکرد مناسب و مواجهه با محدودیتها و بعضا خروجیهای غیردقیق و نابههنگام را در بر خواهد داشت.
آشکارسازی سنجش گازها در این آنالایزرها به شیوههای مختلفی صورت میگیرد:
- آنالایزر با لامپ سیگنال Ultra Violet lamp
- آنالایزر با سنسورهای الکتروشیمیایی
- آنالایزر مادون قرمز
- آنالایزرهای کاتالیزوری
- و …
منبع: ماهنامه حفاظت از حریق
نویسنده: مهندس حامد قبادیان