Rilevare gas pericolosi può salvare vite umane

L'aumento del numero di gas pericolosi rappresenta una grave minaccia per l'umanità in generale e per i lavoratori di molti settori.

Questi gas potrebbero provenire da fonti naturali o artificiali come industrie chimiche, raffinerie di petrolio, industria estrattiva, della plastica e della produzione alimentare. A causa del rischio di dispersione nell'ambiente, sono necessarie procedure di sicurezza per proteggere i lavoratori. Diversi tipi di rilevatori di gas vengono utilizzati per rilevare la presenza di svariati gas come monossido di carbonio, acido solfidrico, cloruro di stirene, ecc.

SENSORI CATALITICI

I sensori Pellistor/Catalytic Bead (CB), che esistono da quasi un secolo, possono rispondere a gas infiammabili come idrogeno, ossigeno, acido solfidrico, metano, butano, propano e monossido di carbonio. Hanno due testine: una attiva rivestita con un catalizzatore, che riduce la temperatura alla quale si accende il gas che la circonda. Per effetto della combustione, questa testina si riscalda, provocando una differenza di temperatura tra essa e un'altra di riferimento. Il calore fa variare la resistenza in funzione del tipo e della concentrazione del gas. Poiché la testina è collegata ad un ponte di Wheatstone, questo cambiamento di resistenza produce un segnale di tensione in uscita.

I sensori di combustibile a testine catalitiche sono rapidi e precisi se utilizzati per rilevare un singolo gas. Tuttavia, questa tecnologia è soggetta all'avvelenamento dei sensori dovuto all'esposizione a siliconi e composti di piombo. Inoltre, in alcune situazioni, questi sensori possono fornire letture errate per tutti gli altri gas, specie se calibrati su di uno specifico. La scelta corretta del gas combustibile per la calibrazione dipende dal tipo di applicazione e dai potenziali rischi di quel particolare settore. Ad esempio, per un distributore di propano, il pericolo è il propano; nelle fogne, il pericolo principale è il metano.

In un ambiente complesso con più gas combustibili, quando si sceglie un sensore è necessario porsi una serie di domande, in particolare il limite inferiore di esplosività (LEL) — la concentrazione più bassa (per volume percentuale) di un gas nell'aria che è in grado di produrre una scintilla in presenza di una fonte di accensione.

• Quali sono i gas combustibili?
• Qual è il gas più diffuso?
• Quali sono le loro concentrazioni in percentuale di LEL?
• Di che tipo di sensore hai bisogno: gas singolo o multigas?

I sensori MPS (Molecular Property Spectrometer), tecnologia proprietaria di NevadaNano (Sparks, NV), sono in grado di rilevare la presenza di gas infiammabili o combustibili, comprese le miscele, e classificarli come idrogeno, metano, gas leggero, gas medio o gas pesante. Possono rilevare rapidamente un ampio spettro di gas combustibili, inclusi idrogeno e idrocarburi pesanti. I sensori MPS, a differenza dei sensori catalitici, non possono essere avvelenati perché la misurazione si basa su proprietà fisiche piuttosto che su reazioni chimiche. Non necessitano di calibrazione e offrono una funzione di sicurezza e diagnostica integrata per informare l'utente se un sensore diventa inutilizzabile o compromesso.

Il sensore del sensore di gas infiammabili MPS è una membrana microlavorata con riscaldatore Joule incorporato e termometro a resistenza. Il sensore del sistema microelettromeccanico (MEMS) è montato su un circuito stampato e confezionato all'interno di un solido involucro aperto all'aria. La presenza di un gas infiammabile provoca cambiamenti nelle proprietà termodinamiche della miscela aria/gas misurate dal sensore.

UN APPROCCIO DI SISTEMA AL MONITORAGGIO DELLA SICUREZZA PERSONALE

Universal Site Monitoring (USM) — Darwin NT, Australia — ha progettato e sviluppato un sistema integrato di dispositivi indossabili per il monitoraggio della sicurezza personale, hub di comunicazione e software di reporting e gestione. Il monitor di sicurezza personale portatile Hero è disponibile in una versione standard e in versione certificata ATEX/IECEx versione certificata, modello 715.
Rileva monossido di carbonio (CO), acido solfidrico (H₂S), gas esplosivi (LEL), e ossigeno (O₂), utilizzando sensori catalitici. Include micro-sensori, di gas e temperatura, un accelerometro, un giroscopio, un altoparlante per segnalazioni acustiche, un modulo cellulare, GNSS e Zigbee.

I sensori di gas utilizzano un modulo convertitore analogico-digitale (ADC) esterno, che converte l'uscita analogica dai sensori in un formato digitale. I dati digitali vengono trasferiti a un microcontrollore utilizzando un protocollo di comunicazione seriale IXNUMXC. L'accelerometro e il giroscopio, insieme al GNSS, vengono utilizzati per determinare la posizione del lavoratore, la velocità sul suolo, l'elevazione, gli scivolamenti e le cadute. Il sistema di allerta e navigazione intelligente Universal Data Interface (UDI) è un'applicazione web-based sviluppata per la sala di controllo, per monitorare i dati in tempo reale provenienti dal Personal Safety Monitor.

Il monitor di sicurezza personale visualizza tutti i dati su uno schermo LCD e li invia all'interfaccia di controllo per la comunicazione in tempo reale utilizzando la rete disponibile, cellulare, GNSS o Zigbee. L'azienda ha combinato hardware e software di navigazione in un unica soluzione per la sicurezza dei lavoratori connessi con connettività cellulare 2G/3G/4G integrata.

Trigger e allarmi possono essere impostati in remoto da una sala di controllo per la concetrazione di gas desiderata e il livello degli allarmi può essere configurato in base ai requisiti del sito. L'operatore remoto può definire diversi tipi di fasi di allarmi, allarmi critici o di allerta e può impostarli in risposta a concentrazioni specifiche dei quattro gas rilevati. Ad esempio, l'utente può impostare l'allarme a 10 PPM di monossido di carbonio o inferiore e può modificare il livello di allarme da ALLERTA a CRITICO per una rilevazione superiore a 100 PPM.

Questo articolo è stato scritto da Umer Farooq, Technical Sales Engineer, Universal Site Monitoring (Darwin NT, Australia).