Detekcia plynu

Prehľad sušičov plynov - základné informacie

Prehľad ponúkaných sušičov - základné informácie a parametre pre rýchlu voľbu.

Parametre a odporúčania pre sušiče typu MD - sušiče s jednou trubicou.

* MD-070 a MD-110 ponúkajú približne rovnakú sušiacu účinnosť. Vyberte si MD-110, keď očakávate problém s poklesom tlaku a MD-070, keď chcete znížiť mŕtvy objem. Pre vyššie prietoky, prejdite na série sušičov PD.

Parametre a odporúčania pre sušiče typu PD - sušiče s viacej trubicami.

*Prietoky sú počítané pre nevyhrievaný 24" sušič, ktorý dosiahol rosný bod -10°C.

Sušiče Nafion

Perma Pure LLC vyrába komponenty a zariadenia primárne určené pre sušenie a zvlhčovanie plynov. Základom tejto technológie je Nafion®, kopolymér vyrábaný firmou Dupont. Tento kopolymér je vysoko selektívny a ideálny pre odstraňovanie vodnej pary z plynov. Perma Pure spracováva Nafion do hadičiek rôznych priemerov a optimalizuje prenos vody cez stenu hadičky. Vodná para prechádza stenou membrány Nafion a vyprcháva do vonkajšieho prostredia (vzduchu alebo plynu). Tento proces je nazývaný "perevaporation" a je závislý na gradiente vlhkosti medzi plynom vo vnútri a prostredím mimo steny hadičky. Okrem sušenia a zvlhčovania plynov môže byť hadička Nafion využitá ako iónovo-výmenná membrána.

Čo je Nafion?

Nafion je kopolymér tetrafluoroetylenu (Teflon®) a perfluoro-3,6-dioxo-4-metyl-7-oktén-sulfónovej kyseliny. Podobne ako Teflon, Nafion má vysokú chemickú odolnosť, ale prítomnosť funkčných skupín - sulfónové kyseliny mu dáva neobvyklé vlastnosti. Kyselina sulfónová má vysokú afinitu k vode a je schopná absorbovať 13 molekúl vody na jednu skupinu sulfónovej kyseliny v polyméri. Nafion absorbuje až 22% vody (hmotnostný podiel).

Prenos vody cez mikroporéznu permeačnú membránu je veľmi pomalý proces difúzie. Nafion, na rozdiel od mikroporéznych membrán, odstraňuje vodu absorpciou (hydratáciou). Táto absorpcia vykazuje kinetickú reakciu prvého poriadku, takže rovnováha je ustanovená veľmi rýchlo (typicky počas milisekúnd). Keďže sa jedná o špecifickú chemickú reakciu s vodou, plyny sú iba vysušené bez toho aby došlo k zmene ich podstaty.

Katalytické spalování

Princíp

Pelistor sa skladá z dvoch špirálok tenkého platinového drôtika zaliatych v hliníkových perličkách a zapojených do Wheatsonovho mostíka. Jedna z perličiek je impregnovaná špeciálnym katalyzátorom podnecujúcim oxidáciu horľavých plynov (pár), naopak druhá je upravená pre inhibíciu oxidácie. Platinovými špirálkami prechádza elektrický prúd a zahrieva sa na teplotu, pri ktorej dôjde k oxidácii prítomných horľavých plynov (pár) na katalyzátore. Oxidační proces ďalej zvyšuje teplotu hliníkovej perličky s katalyzátorom, zahrieva platinovou špirálku a tým zvyšuje jej elektrický odpor. To má za následok elektrickú nerovnováhu mostíkového zapojenie.

Výhody

• Lineárna závislosť až do 100% DMV
• Lacný a stabilný senzor
• Vysoká rýchlosť odozvy (< 10 s)
• Rozsah pracovnej teploty -40 až +60°C

Nevýhody

• Náchylnosť na otravu katalyzátora a tým zníženie citlivosti
• Pre svoju činnosť vyžaduje atmosféru s obsahom minimálne 10% kyslíku
• „Otrávený“ pelistor dáva signál ako pri nulovej koncentrácii, preto je nutné ho overovať kalibračným plynom
• Vyššia energetická náročnosť

Elektrochemický senzor

Princíp

Elektrochemický článok je systém 2, 3 popr. 4 elektród, ktoré sú umiestnené v gélovom elektrolyte. Priestor s elektrolytom a elektródami je oddelený od okolitej atmosféry difúznou bariérou. Tou prechádzajú molekuly meraného plynu, ktoré reagujú s elektrolytom. Na elektródach dochádza k oxidačnej a redukčnej reakcii, ktorá má za následok zmenu potenciálu článku. So vzrastajúcou koncentráciou plynu vzrastá aj potenciál.

Výhody

• Pre "bežné" plyny sa jedná o spoľahlivé a lacné články

Nevýhody

• Dlhá odozva (v niektorých prípadoch sa jedná aj o minúty)
• Vysoká cena pre špeciálne plyny
• Možnosť poškodenia vysokou koncentráciou plynu
• Krížové interferencie (pri senzore ozónu sa jedná aj o vplyv prúdením vzduchu, teploty a vlhkosti)

Fotoionizačný detektor

Princíp

Fotoionizačný detektor (Photo Ionization Detector) pracuje na princípe merania elektrického náboja vzniknutého pri ionizácii meraného plynu. U väčšiny plynov sa dá určiť tzv. špecifický ionizačný potenciál (IP), ktorý má jednotku eV. Meraný plyn je ionizovaný ultrafialovou žiarivkou, čo sa prejaví vznikom elektrického náboje. Ionizácia plynu je však podmienená skutočnosťou, že ionizačný potenciál plynu bude menší ako hodnota potenciálu (eV) použitej UV lampy (respektíve energie vzniknutých fotónov)! Vlastný senzor detekuje vzniknutý náboj ionizovaného plynu a ten je prevedený na elektrický prúd. Prúd je zosilnený a prevedený na koncentráciu v jednotkách ppm nebo ppb.

Výhody

• moderný typ (3D) nepodlieha vplyvom teploty ani vlhkosti
• jedným detektorom je možné merať široké spektrum látok
• vysoká citlivosť (jednotky ppb)
• vynikajúca rýchlosť odozvy (< 3 s)
• vysoká presnosť aj pri veľmi nízkych koncentráciách

Nevýhody

• pre väčšinu zlúčenín má nízku selektivitu

Infračervený senzor

Princíp

Infračervený detektor (IR) využíva schopnosti plynu s dvoma alebo viacej atómami (napr. oxid uhličitý, metán) absorbovať infračervené svetlo (IR). Plyn je v infračervenom detektore detekovaný meraním absorpcie na určité frekvencii IR žiarenia, ktorá odpovedá vibrácií alebo rotácií molekulovej väzby medzi rozdielnymi atómami. S nárastom koncentrácie meraného plynu sa znižuje úroveň výstupného signálu z IR senzoru (približne logaritmická závislosť).

Výhody

• detektory merajú i v atmosfére bez prítomnosti kyslíku
• nie sú poškodzované katalytickými jedmi
• varovanie pri znečistení optiky
• kvalitné detektory pracujú až do 80% znečistenia optiky
• dobrá selektivita

Nevýhody

• vyššia cena

Tepelne vodivostný detektor (TCD)

Princíp

Senzor pracuje na princípe porovnávania tepelnej vodivosti vzorky s referenčným plynom (obvykle vzduch). Vyhrievaný termistor alebo platinové vlákno je vystavené pôsobeniu meraného plynu, druhý identický meraný prvok je uzavretý v komôrke s referenčným plynom. Pokiaľ je tepelná vodivosť meraného plynu vyšší než referenčného plynu, teplota meraného prvku sa zníži (a naopak). Zmena teploty má za následok zmenu elektrického odporu a je merateľná podobne ako pri pelistore.

Výhody

• Vhodný pre binárne zmesi
• Vysoká citlivosť pri plynoch s vyššou tepelnou vodivosťou (He, H₂, Ne, CH₄)
• Rýchla odozva

Nevýhody

• Výstupný signál značne ovplyvňuje zmena okolitej teploty
• Nepoužiteľný pre viaczložkové zmesi plynov
• Prítomné plyny s nižšou tepelnou vodivosťou než vzduch spôsobujú interferencie
• Plyny s relatívnou tepelnou vodivosťou blízkou 1 sú nemerateľné (CO, O₂, N₂, NH₃)

Křížové interference

Elektrochemické senzory sú vyrábané ako špecifické pre jeden detekovaný plyn, napriek tomu sa u nich v určitej miere prejavujú krížové referencie. Tie zvyčajne nie sú problémom pri detekcii plynov v oblasti bezpečnosti práce, môžu však byť komplikáciou v technologických procesoch, kde môže dochádzať k spúšťaniu falošných poplachov. Táto stránka obsahuje krížové interferencie elektrochemických senzorov.

• Amoniak
• Fosfín
• Fluorovodík
• Chlór
• Chlorovodík
• Kyanovodík
• Oxid dusičitý
• Oxid dusnatý
• Oxid chloričitý
• Oxid siřičitý
• Oxid uhoľnatý
• Oxid uhličitý
• Sulfán (sírovodík)

Pelistorové korekčné faktory pre prenosné detektory Crowcon

V nasledujúcej tabuľke nájdete pelistorové korekčné faktory pre detektory Gasman, Tetra, Tetra 3 a Triple plus +.

Korekčné faktory dolnej medze výbušnosti sú uvedené podľa výrobcu detektorov firmy Crowcon..

Korekčné faktory pre detektory Gasman, Tetra a Tetra3

Korekčné faktory pre detektor Triple plus +

Korekční faktory plynů

Korekčné faktory horľavých plynov pre fixné detektory

Korekčné faktory horľavých látok sa aplikujú v prípadoch, keď je známy druh detekovanej horľavej látky, ktorá sa líši od plynu, na ktorý je katalytický senzor kalibrovaný. Väčšina detektorov plynov je kalibrovaná na 0 až 100% DMV metánu alebo 0 až 100% DMV n-pentánu.