دتکتور گاز (Gas Detector) از جمله تجهیزات اعلام حریق و وسیله ای است که وجود گازها را در یک منطقه، اغلب به عنوان بخشی از یک سیستم ایمنی تشخیص می دهد. یک دتکتور گاز می تواند زنگ خطر را برای اپراتورها در منطقه ای که نشت در آن رخ می دهد به صدا درآورد و به آنها فرصت خروج را بدهد. از نظر تاریخی روش های تشخیص نشت گاز پس از کشف اثرات گازهای مضر بر سلامت انسان به یک نگرانی تبدیل شد.
قبل از سنسورهای الکترونیکی مدرن، روش های تشخیص زودهنگام به دتکتورهایی با دقت کمتر متکی بودند. در طول قرن 19 و اوایل قرن 20، معدنچیان زغال سنگ قناری ها را به عنوان یک سیستم تشخیص زودهنگام در برابر گازهای تهدید کننده حیات مانند دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و متان به داخل تونل ها می آوردند. قناری که معمولا پرنده ای بسیار خوش آواز است، در صورت استنشاق این گازها، آواز خواندن را متوقف می کند و در نهایت می میرد و به معدنچیان سیگنال می دهد که به سرعت از معدن خارج شوند.
اولین دتکتور گاز در عصر صنعتی، لامپ ایمنی شعله (یا لامپ دیوی) بود که توسط سر همفری دیوی (Sir Humphry Davy) از انگلستان در سال 1815 اختراع شد تا وجود متان (دمپ آتش) را در معادن زغال سنگ زیرزمینی تشخیص دهد.
عصر مدرن تشخیص گاز در سال های 1926-1927 با توسعه حسگر احتراق کاتالیزوری (LEL) توسط دکتر الیور جانسون (Dr.Oliver Johnson) آغاز شد. او تحقیق و توسعه روشی را برای تشخیص مخلوط های قابل احتراق در هوا برای کمک به جلوگیری از انفجار در مخازن ذخیره سوخت آغاز کرد.
انواع دتکتور گاز از نظر نوع کاربری
از لحاظ شیوه کاربری نیز دتکتورهای گاز به دو شکل اصلی دسته بندی می شوند: دستگاه های قابل حمل و دتکتورهای گاز ثابت.
1) دتکتورهای گاز پرتابل یا قابل حمل
دتکتورهای گاز قابل حمل برای نظارت بر اتمسفر اطراف پرسنل استفاده می شود و یا به صورت دستی یا روی لباس یا روی کمربند/بند استفاده می شود. این دتکتورهای گاز معمولا با باتری کار می کنند. آنها هشدارها را از طریق سیگنال های شنیداری و قابل مشاهده، مانند زنگ هشدار و چراغ های چشمک زن، هنگامی که سطوح خطرناک بخارات گاز شناسایی می شوند، منتقل می کنند.
2) دتکتورهای گاز ثابت
دتکتور گاز نوع ثابت ممکن است برای تشخیص یک یا چند نوع گاز استفاده شوند. دتکتورهای نوع ثابت معمولا در نزدیکی منطقه فرآیند یک کارخانه یا اتاق کنترل، یا منطقه ای که باید محافظت شود، مانند اتاق خواب مسکونی نصب می شوند. به طور کلی، سنسورهای صنعتی بر روی سازه های فولادی نرم از نوع ثابت نصب می شوند و یک کابل دتکتورها را به یک سیستم کنترل نظارتی و جمع آوری داده ها (SCADA) برای نظارت مستمر متصل می کند.
انواع دتکتور گاز بر اساس نوع مکانیسم عملکرد و روش تشخیص
دتکتورهای گاز را می توان با توجه به مکانیسم عملکرد (نیمه رساناها، اکسیداسیون، کاتالیزوری، فوتویونیزاسیون، مادون قرمز و غیره) طبقه بندی کرد.
1) دتکتور گاز الکتروشیمیایی
دتکتور گاز الکتروشیمیایی با عبور دادن به گازها از یک غشای متخلخل و پخش آنها در یک الکترود باعث اکسیداسیون یا کاهش آنها می شوند. مقدار جریان تولید شده بر اساس میزان اکسید شدن گاز در الکترود تعیین می شود، که نشان دهنده غلظت گاز است.
دتکتورهای گاز الکتروشیمیایی در محیط های متنوعی مانند پالایشگاه ها، توربین های گاز، کارخانه های شیمیایی، تأسیسات ذخیره‌سازی گاز زیر زمینی و غیره استفاده می شوند.
2) دتکتور مهره کاتالیزوری
دتکتور گاز با سنسورهای مهره کاتالیزوری (پلیستور) معمولا برای اندازه گیری گازهای قابل احتراق استفاده می شوند که وقتی غلظت ها بین حد انفجار پایین (LEL) و حد انفجار بالایی (UEL) باشد، خطر انفجار ایجاد می کنند. پلیستورها اساسا همه گازهای قابل احتراق را اندازه گیری می کنند، اما نسبت به مولکول های کوچکتر که سریعتر در سینتر پخش می شوند، حساس تر هستند. محدوده غلظت قابل اندازه گیری معمولا از چند صد پی پی ام تا چند درصد حجمی است.
3) دتکتور گاز فوتویونیزاسیون
دتکتورهای گاز فوتویونیزاسیون (PID) از یک لامپ UV با انرژی فوتون بالا برای یونیزه کردن مواد شیمیایی در گاز نمونه استفاده می کنند. با این دکتورها، طیف وسیعی از ترکیبات را می توان در سطوحی از چند قسمت در میلیارد (ppb) تا چندین هزار قسمت در میلیون (ppm) شناسایی کرد.
مزایای عمده PID ها حساسیت عالی و سادگی استفاده آنهاست. PID های ثابت، دستی و مینیاتوری گیره دار لباس به طور گسترده برای بهداشت صنعتی، هضمات و مانیتورهای محیطی استفاده می شوند.
4) دتکتور نقطه ای مادون قرمز
دتکتور گاز نقطه ای مادون قرمز (IR) از تابش عبوری از حجم مشخصی از گاز استفاده می کنند. انرژی حاصل از پرتو حسگر بسته به خواص گاز خاص در طول موج های خاصی جذب می شود. به عنوان مثال، مونوکسید کربن طول موج های حدود 4.2-4.5 میکرومتر را جذب می کند. انرژی در این طول موج با طول موج خارج از محدوده جذب مقایسه می شود. تفاوت انرژی بین این دو طول موج متناسب با غلظت گاز موجود است.
دتکتور گاز مادون قرمز این مزیت را دارد که برای تشخیص آن نیازی به قرار دادن آن در محل نشت گاز نیست و می توان از آن برای سنجش از راه دور استفاده کرد. دتکتورهای نقطه ای مادون قرمز را می توان برای تشخیص هیدروکربن ها و دیگر گازهای فعال مادون قرمز مانند بخار آب و دی اکسید کربن استفاده کرد. سنسورهای IR معمولا در تأسیسات تصفیه فاضلاب، پالایشگاه ها، توربین های گاز، کارخانه های شیمیایی و سایر تأسیساتی که گازهای قابل اشتعال وجود دارد و احتمال انفجار وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرند.
5) دتکتور گاز با سنسور نیمه هادی
حسگرهای نیمه هادی که به عنوان حسگرهای اکسید فلزی-نیمه هادی (MOS) نیز شناخته می شوند، گازها را با یک واکنش شیمیایی که در تماس مستقیم گاز با حسگر رخ می دهد، تشخیص می دهند. دتکتور نیمه هادی معمولا برای تشخیص هیدروژن، اکسیژن، بخار الکل و گازهای مضر مانند مونوکسید کربن استفاده می شوند. یکی از رایج ترین کاربردهای سنسورهای نیمه هادی در سنسورهای مونوکسید کربن است.
حسگرهای MOS می توانند گازهای مختلفی مانند مونوکسید کربن، دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن و آمونیاک را شناسایی کنند. از دهه 1990، حسگرهای MOS به دتکتورهای گاز محیطی مهم تبدیل شدند.
6) دتکتور گاز اولتراسونیک
دتکتورهای گاز اولتراسونیک به خودی خود آشکارساز گاز نیستند. آنها تشعشعات صوتی ایجاد شده را هنگامی که گاز تحت فشار در یک منطقه کم فشار از طریق یک روزنه کوچک (نشتی) منبسط می شود، تشخیص می دهند. آنها از حسگرهای صوتی برای تشخیص تغییرات در نویز پس زمینه محیط آن استفاده می کنند.
دتکتور گاز اولتراسونیک عمدتا برای سنجش از راه دور در محیط های بیرونی استفاده می شود که شرایط آب و هوایی می تواند به راحتی گاز فرار را قبل از رسیدن به آشکارسازهای نشتی که نیاز به تماس با گاز برای تشخیص آن و به صدا درآوردن زنگ خطر دارند، دفع کند. این آشکارسازها معمولا در سکوهای نفت و گاز دریایی و خشکی، ایستگاه های کمپرسور و اندازه‌گیری گاز، نیروگاه های توربین گاز و سایر تأسیساتی که تعداد زیادی از خطوط لوله در فضای باز را در خود جای داده اند، استفاده می شوند.
7) حسگرهای گاز هولوگرافیک
حسگرهای دتکتور گاز هولوگرافیک از بازتاب نور برای تشخیص تغییرات در یک ماتریس فیلم پلیمری حاوی هولوگرام استفاده می کنند. از آنجایی که هولوگرام ها نور را در زمان خاصی منعکس می کنند طول موج، تغییر در ترکیب آنها می تواند یک بازتاب رنگارنگ ایجاد کند که نشان دهنده حضور یک مولکول گاز است. با این حال، حسگرهای هولوگرافیک به منابع روشنایی مانند نور سفید یا لیزر و مشاهده گر یا آشکارساز CCD نیاز دارند.
مصارف و کاربری دتکتور گاز
قبل از توسعه دتکتورهای الکترونیکی مونوکسید کربن خانگی در دهه‌های 1980 و 1990، حضور مونوکسید کربن با یک کاغذ تزریق شده شیمیایی که در معرض گاز قهوه ای می‌شد، شناسایی می شد. از آن زمان، بسیاری از فن آوری ها و دستگاه های الکترونیکی برای شناسایی، نظارت و هشدار نشت طیف وسیعی از گازها توسعه یافته اند.
دتکتور گاز در سیستم های تشخیص پزشکی، نظارت و درمان، در آزمایشگاه ها و لابراتوارهای مواد شیمیایی، موتورخانه های گازسوز، پارکینگ های سرپوشیده، صنایع یخچال سازی، صنایع نوشیدنی های گازدار و پیشگیری از حوادت مرتبط با گاز هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرد.
امروزه انواع دتکتورهای گاز مونوکسید کربن و سایر گازهای مضر به طور فزاینده‌ای برای مصارف اداری و خانگی در دسترس هستند و از نظر قانونی در برخی از حوزه‌های قضایی مورد نیاز می باشند.
دتکتورهای گاز را می توان برای تشخیص گازهای قابل احتراق، قابل اشتعال و سمی و کاهش اکسیژن استفاده کرد. انواع دتکتور گاز به طور گسترده در صنعت استفاده می شود و می توان آنها را در مکان هایی مانند صنایع نفت و گاز، پتروشیمی ها و در سکوهای نفتی، برای نظارت بر فرآیندهای تولید و فناوری های نوظهور مانند فتوولتائیک مشاهده کرد.
انواع دتکتور گاز
دتکتور گاز یکی از انواع تجهیزات سیستم اعلام حریق است که در سامانه تخصصی کیوپیکت به صورت زیر دسته بندی شده است:
با ثبت نام رایگان در سامانه تخصصی کیوپیکت به عنوان خریدار یا فروشنده و تامین کننده می توانید نسبت به استعلام قیمت از نمایندگی فروش و تامین کنندگان انواع برندهای معروف، دریافت مشخصات فنی، مقایسه کالا و خرید و فروش بی واسطه انواع دتکتور گاز اقدام نمایید.
