Vše o detektorech plynu

Detektory plynu

Detektory plynů, odborně snímače detekce koncentrace plynů, jsou bezpečnostní zařízení používaná ke včasnému varování před toxickou nebo výbušnou koncentrací různých nebezpečných plynů. Taková zařízení jsou nutná pro ochranu zdraví osob například v podzemních garážích, kotelnách, teplárnách nebo kuchyních a dalších prostorách, kde by potenciálně mohlo docházet ke zvýšení koncentrace nebezpečných plynů až k toxickým nebo výbušným hodnotám.

Snímač detekce koncentrace plynů lze použít jednotlivě, s využitím integrovaného varovného systému v podobě LED diody a zvukového systému v podobě sirény, nebo snímač integrovat do bezpečnostního systému budovy.

Typy nebezpečných plynů

Nebezpečné plyny lze v podstatě rozdělit do dvou kategorií, a to na výbušné a toxické plyny.

Zvýšená koncentrace výbušných plynů s sebou nese riziko požáru a výbuchu. Nejčastěji se jedná o metan (zemní plyn), propan a butan. Únik těchto plynů hrozí všude tam, kde jsou plynové rozvody nebo spotřebiče, případně plynové bomby a lahve. Detektor zemního plynu je ze zákona povinný mj. v podzemních garážích a parkovacích domech s povoleným vjezdem aut s plynovými pohony.

Toxické neboli jedovaté plyny způsobují otravy lidí a zvířat. Jedná se zejména o vysoce toxický oxid uhelnatý, který může způsobit i smrt, ale také oxid uhličitý, který je běžným produktem dýchání a dalších biochemických procesů. Mezi další toxické plyny patří např. sulfan, oxid dusný N₂O, amoniak a další. Oxid uhelnatý vzniká při nedokonalém spalování a představuje riziko všude tam, kde dochází ke spalování, tedy včetně např. domácích kotlů a krbů.

Riziko zvýšené koncentrace oxidu uhličitého vzniká např. v pivovarech, vinných sklepích, spalovnách, garážích, ale také ve školách a dalších budovách s vysokým počtem lidí. Oba tyto plyny jsou zcela bez zápachu, chuti i barvy, a tedy není možné je detekovat jinak než pomocí detektorů CO a CO₂.

Přečtěte si článek: Detekce oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého

Bezpečnostní zásady při používání hlásičů úniku plynů

Při provozu detektorů plynů Evikon je nutné dbát na několik bezpečnostních zásad. Detektor by měla instalovat osoba k tomu způsobilá. Způsobilost osoby vzniká dle vyhlášky 50/1978 a školení výrobce o způsobilosti k instalaci detektorů Evikon. Ze strany uživatele plynou tři základní zásady používání detektorů, a to:

• neotvírat víko detektoru,
• při jeho poškození jej ihned odpojit od napájení
• a provádět pravidelné funkční zkoušky a kalibrace.

Kalibrace je dle zákona povinné provádět minimálně jednou ročně, není-li předepsáno jinak. Pokud je prostředí znečištěné nebo v něm dochází k častému zvýšení koncentrace detekovaného plynu či častým změnám vlhkosti a teploty, je nutné provádět kalibraci jednou za 6 měsíců nebo častěji. Kalibrační intervaly stanovuje vždy projektant nebo revizní technik.

Jak funguje detekce plynů

Každý snímač koncentrace plynů je určen pouze pro detekci určitého plynu. Z fyzikálních a chemických principů však vyplývá, že detektory reagují na celé skupiny podobných plynů a je velmi těžké dosáhnout čistě selektivní detekce. K tomuto jevu dochází zejména u hořlavých plynů jako je metan, propan, butan atd.

Naproti tomu u plynů, jako je oxid uhelnatý nebo amoniak, lze dosáhnout selektivity snadno. Vlastní snímání koncentrace lze provádět několika elektrochemickými způsoby. Každý způsob má svůj specifický vliv na měření. V běžných aplikacích, kde nedochází k častým změnám vlhkosti nebo teploty, využívají detektory Evikon dvou typů senzorů. První je polovodičový a druhý elektrochemický. Typ použitého senzoru je závislý na detekovaném plynu.

Polovodičový senzor pracuje na principu absorpce molekul kyslíku molekulami hořlavých plynů. Vyrobíme-li polovodič z destičky oxidu ciničitého a destičky ze slitiny hliníku a daný polovodič zahřejeme, tak se v oxidu ciničitém začnou uvolňovat elektrony. Volné elektrony jsou pak přitahovány molekulami kyslíku ve vzduchu, které se absorbují do materiálu. Tento jev zvyšuje potenciální bariéru a zabraňuje proudění elektrické energie, zvyšuje tedy elektrický odpor. Při přivedení hořlavého plynu k polovodiči se začnou molekuly kyslíku ve vzduchu slučovat s molekulami hořlavého plynu.

Tím dochází ke snížení absorpce kyslíku do materiálu polovodiče a více volných elektronů může přenášet elektrickou energii. Snižuje se tím potenciálová bariéra, a tím se snižuje elektrický odpor. Změna potenciálu, resp. změna elektrického odporu, je přímo závislá na množství absorbovaného kyslíku, a tedy i na velikosti koncentrace měřeného plynu. Tuto změnu lze lehce měřit a převádět na požadované elektrické výstupy.

Elektrochemický senzor funguje na principu vysoké pohyblivosti iontů vodíku v dielektriku. V dielektriku jsou umístěny elektrody, mezi kterými je měřen elektrický proud. Při přivedení toxického plynu do dielektrika, např. CO, tak dojde k chemickým procesům, při kterých se uvolňují elektrony. Vyloučení elektronů při chemických procesech se projeví jako pohyb elektronů v materiálu elektrod. Tento pohyb elektronů je vlastně tok elektrické energie neboli elektrický proud, který je snadno měřitelný ampérmetrem.

Vyšší koncentrace plynu se projeví jako větší elektrický proud. Měřená změna elektrického proudu se pak převede přes snímač detektoru na výstupní prvky jako změna koncentrace měřeného plynu. Detektory Evikon lze dále osadit speciálními senzory určenými pro náročnější aplikace. Jedním z nich je optický senzor NDIR, který se běžně používá v detektorech oxidu uhličitého CO​​₂.​ NDIR senzor funguje na principu beer-lambertova zákona o absorpci vlnových délek.

Koncentrace CO​​₂ odpovídá tedy rozdílu absorbovaných vlnových délek u měřeného vzorku vůči referenčnímu. Pro další speciální senzory, např. PID – fotoionizační senzor, polistorový senzor nebo spektrofotometrický senzor, určený pro aplikace s častými změnami vlhkosti nebo teploty, nás neváhejte kontaktovat.

Co dělat v případě detekce plynu

Co dělat v případě, že detektor signalizuje nebezpečnou hladinu plynu? Krizové postupy se liší v závislosti na typu detekovaného plynu.

1. Toxické plyny: Evakuujte všechny osoby a vyvětrejte. Pokud někdo vykazuje známky otravy, poskytněte mu první pomoc a přivolejte záchrannou službu.
2. Výbušné plyny: Neprodleně vypněte všechny plynové spotřebiče a hlavní uzávěr plynu. Otevřete všechna okna a dveře a nemanipulujte s ohněm ani elektřinou. Všechny osoby musí být evakuovány z prostoru. Z bezpečí pak zavolejte pohotovostní službu 1239.

Kalibrace

Každý detektor úniku plynu Evikon je ještě před expedicí vyzkoušen a nakalibrován. První kalibrace detektoru vlastně znamená definování a srovnání velikosti elektrické veličiny z pravidla elektrického odporu nebo proudu vůči známé koncentraci měřeného plynu. Výchozí kalibrace je doložena kalibračním protokolem, který je obsahem každého balení detektoru.

Další zákonem povinné kalibrace snímačů jsou prováděny autorizovaným kalibračním střediskem. Pro kontakt na autorizovaná střediska navštivte ​www.kalibrovat.cz​.

Detektor lze dle volby zákazníka zkalibrovat buď v místě aplikace, nebo v kalibračním středisku. Detektor je třeba před vlastní kalibrací 24-48h zahřívat. Kalibrace ve středisku tedy obvykle trvá dva dny. Kalibrace v místě aplikace je znatelně rychlejší, protože detektor je v používání a tedy je zahřátý na provozní teploty. Kalibrace na místě zabere přibližně 5-10 minut. Každou kalibraci je nutné doložit kalibračním protokolem se všemi legislativními náležitostmi.

Montáž

Před montáží detektorů Evikon si pečlivě prostudujte montážní návod. Montážní personál by měl být způsobilý k montáži elektrických zařízení ve smyslu vyhlášky 50/1978 a osvědčení na základě školení výrobcem Evikon. Vlastní montáž pak podléhá platné instalační normě ČSN EN 60079-29-2 (výběr, instalace, použití a údržba detektorů hořlavých plynů a kyslíku) a ČSN EN 45544-4 (pokyny pro volbu, instalaci a údržbu detektorů toxických látek). Další postupy a legislativní požadavky popisují normy a zákony, které se liší podle aplikace.

U všech aplikací je nutné držet se několika základních zásad. První detektor umístěte do výšky nad podlahou podle rozdílu hmotnosti měřeného plynu vůči vzduchu. Plošně se lze držet pravidla radiusu cca 5-6 m pro jeden detektor. Tento radius odpovídá ploše přibližně 80-120 m²​ ​. Ke snímači, zejména k vlastnímu senzoru, musí být přístup vzduchu a nesmí být v žádném případě zastavěn nábytkem nebo čímkoliv jiným. Je nutné zajistit, aby se na vstupu senzoru nevytvářely vrstvy prachu či jiného znečištění. Detektor montujte vždy senzorem dolů.

Něco navíc

Detektory Evikon nabízejí komplexní řešení pro většinu aplikací, kde je nutné detekovat nebezpečné koncentrace plynů pro ochranu osob i prostor. Navíc nabízíme zákaznickou „detekční“ službu v podobě včasného upozornění na blížící se termín expirace kalibrace detektoru. Produkt stačí zdarma zaregistrovat na našem webu, odkud budete včas e-mailem upozorněni, že je třeba detektor zkalibrovat.