Szczegółowe wprowadzenie do metod kalibracji detektorów gazu
Kalibracja detektora gazu zależy od rodzaju i zakresu stężeń gazu. Aby osiągnąć zadowalającą dokładność, dobrym gazem kalibracyjnym jest mieszanina gazu docelowego i gazu otoczenia. W rzeczywistości większość gazów kalibracyjnych kupuje się w zakładach chemicznych.
A. Wstępnie zmieszany gaz kalibracyjny
Preferowaną i najpopularniejszą metodą kalibracji czujnika gazu jest metoda wstępnego mieszania gazów kalibracyjnych. Wstępnie zmieszane gazy kalibracyjne można sprężać i przechowywać w butlach gazowych pod określonym ciśnieniem. Butle te mogą mieć dowolny rozmiar, ale podczas kalibracji na miejscu ludzie wolą małe i lekkie butle z gazem. Te małe i przenośne butle z gazem można podzielić na dwie kategorie: urządzenia gazowe niskociśnieniowe i wysokociśnieniowe.
Butle z gazem niskociśnieniowym o cienkich ściankach i niewielkiej wadze zwykle nie nadają się do recyklingu i są jednorazowe. Butle z gazem pod wysokim ciśnieniem są przeznaczone do czystych, chemicznych materiałów niebezpiecznych. W przypadku gazów kalibracyjnych butle te mają zazwyczaj grube ścianki i wytrzymują ciśnienie 2000 psi.
Aby skalibrować czujnik i umożliwić wypływ gazu pod wysokim ciśnieniem z butli wysokociśnieniowej, wymagany jest reduktor ciśnienia. Składa się z regulatora ciśnienia, manometru i otworu ograniczającego przepływ. Otwór ograniczający przepływ to rodzaj wyjątkowo małego otworu przewodowego, który umożliwia przepływ określonej ilości powietrza pod danym ciśnieniem.
Podczas procesu kalibracji niektóre czujniki wymagają wilgoci i wilgoci, aby uzyskać odpowiednie odczyty. Ten proces nawilżania jest taki sam, jak ustawienie zera czujnika.
B. Sprzęt penetracyjny
Urządzenie permeacyjne to szczelny pojemnik zawierający substancje chemiczne będące w równowadze gaz-ciecz. Cząsteczki gazu przenikają przez krawędzie lub górną pokrywę pojemnika. Szybkość przenikania cząsteczek gazu zależy od przepuszczalności i temperatury substancji. Przepuszczalność jest stabilna przez długi okres czasu. Stały gaz kalibracyjny powstający w wyniku zmieszania z penetrującymi środkami chemicznymi, jego przepuszczalność jest znana po podaniu temperatury. Wymaga to urządzenia do pomiaru kalibru stałej temperatury i regulatora przepływu. Jednakże rura permeacyjna transportuje chemikalia w sposób ciągły ze stałą szybkością, co powoduje problemy z przechowywaniem i bezpieczeństwem. Przepuszczalność danego gazu może być zbyt duża lub zbyt mała dla danego zastosowania. Na przykład gazy o wysokim ciśnieniu pary przenikają zbyt szybko, podczas gdy chemikalia w postaci gazu o bardzo niskim ciśnieniu pary mają przepuszczalność, która jest zbyt niska do jakiegokolwiek celu.
Większość urządzeń penetracyjnych można znaleźć w laboratoriach i często są one stosowane w instrumentach analitycznych. W przypadku monitorowania gazu stężenie wymagane do kalibracji czujnika jest typowe dla sprzętu o wysokiej przepuszczalności. Dlatego jego zastosowanie jest ograniczone.
C. Kalibracja krzyżowa
Dzięki zastosowaniu metod kalibracji krzyżowej na każdy czujnik wpływają głównie zakłócenia pochodzące od innych gazów. Na przykład, aby skalibrować 100% LEL metanu, zamiast rzeczywistego metanu stosuje się zwykle 50% ELE metanu. Dzieje się tak, ponieważ etan jest cieczą w temperaturze pokojowej i przy niskim ciśnieniu pary. Dlatego trudno jest stosować mieszaninę * * i utrzymywać ją pod wysokim ciśnieniem.
Innymi słowy, metan ma wysoką prężność pary i jest bardzo stabilny. Dodatkowo można go mieszać z powietrzem i utrzymywać pod wysokim ciśnieniem. W porównaniu z mieszaniną etanu metan można wykorzystać do większej liczby celów kalibracyjnych i ma długą żywotność. Łatwo otrzymać 50-procentową mieszaninę etanu. Dlatego producenci urządzeń alarmowych dotyczących gazów palnych zalecają stosowanie metanu jako substytutu kalibracji innych gazów.
Istnieją dwie metody wykorzystania metanu jako substytutu kalibracji innych gazów.
Pierwsza metoda polega na skalibrowaniu alarmu gazu palnego metanem i jednocześnie pomnożeniu uzyskanego odczytu przez współczynnik reakcji podany w instrukcji w celu zastąpienia odczytów innych gazów. Najczęściej stosowane są takie czujniki katalityczne.
Czujnik typu katalitycznego ma wyjście liniowe, więc wykorzystanie współczynnika reakcji odpowiada pełnemu zakresowi skali. Na przykład podczas kalibracji czujnika metanem wydajność pentanu jest tylko o połowę mniejsza niż metanu. Dlatego współczynnik reakcji pentanu wynosi {{0}},5. Zatem gdy czujnik faktycznie wykryje pentan i zastosuje kalibrację metanu, odczyt zostanie mnożony przez 0,5, aby uzyskać odczyt pentanu.
W drugiej metodzie jako gaz kalibracyjny nadal wykorzystuje się metan, ale odczyt kalibracji jest dwukrotnie większy. Na przykład użycie gazu kalibracyjnego metanu o stężeniu 50% LEL do kalibracji pentanu o stężeniu 100% LEL. Chociaż do kalibracji użyto metanu, odczytem przyrządu po kalibracji jest stężenie gazowego pentanu.
D. Mieszanie gazów
Nie wszystkie gazy kalibracyjne są dostępne. Nawet jeśli jest dostępny, możliwe jest, że gaz kalibracyjny może nie być dostępny w określonym stężeniu lub przy ustalonej mieszaninie tła. Jednakże wiele mieszanin można po rozcieńczeniu skalibrować pod kątem monitorów gazu o niskim zakresie stężeń.
