Detektor węglowodorów
z sensorem MPS
spektrometr właściwości molekularnych
(ang. molecular property spectrometer)



Detektor węglowodorów wyposażony w sensor MPS to najnowocześniejsze i najbardziej zaawansowane urządzenie zdolne wykrywać i mierzyć z dużą dokładnością różne węglowodory. Wykrywanie i pomiar węglowodorowych gazów palnych są niezbędne w wielu branżach oraz rodzajach prac. Wyrażenie "czujnik węglowodorów" to skrót myślowy oznaczający urządzenie zdolne do wykrywania i poprawnego pomiaru wszystkich gazów i oparów złożonych z węgla i wodoru. W oferowanych detektorach węglowodorów, zarówno przenośnych, jak i stacjonarnych, dostępne są trzy główne technologie, które umożliwiają dokonywanie takich pomiarów: półprzewodnikowa, katalityczna i podczerwona. Niestety wykrywacze węglowodorów wyposażone, w którąkolwiek z nich posiadają poważną wadę. Nie są w stanie rozpoznać mierzonego gazu i mogą poprawnie wskazywać tylko tę substancję, na którą zostały wzorcowane (skalibrowane). Oznacza to, że detektor węglowodorów skalibrowany na metan poprawnie wskaże tylko metan, podczas gdy np. propan lub heksan będą także wykrywane, ale ich wskazanie będzie błędne. Wielkość tego błędu może być bardzo duża i sięgać kilkudziesięciu procent, co dyskwalifikuje taki pomiar jako wiarygodny.


Dla niektórych czujników węglowodorów producenci udostępniają tabele przeliczeniowe, jednak problem polega na tym, że trzeba wiedzieć, co się mierzy, aby móc przeliczyć wskazanie podane przez urządzenie (czyli musimy znać gaz, który jest mierzony), a następnie wykonać skomplikowane przeliczenia w trakcie akcji ratowniczej lub prowadzonych prac.

W najgorszym przypadku, jeśli mamy do czynienia z mieszaniną węglowodorów, przeliczenia stają się bardzo trudne. Konieczne jest wyznaczenie stężeń parcjalnych z uwzględnieniem temperatury oraz właściwości poszczególnych substancji, a do tego najczęściej nie posiadamy wiedzy o składzie tej mieszaniny.

MPS (Molecular Property Spectrometer - Spektrometr Właściwości Molekularnych) to nowa, innowacyjna technologia pomiarów, która umożliwia prawidłowy pomiar różnych gazów wybuchowych, znany jako TrueLEL™ (ang. True - prawdziwy, LEL - Lower Explosive Limit, czyli Dolna Granica Wybuchowości). Detektor węglowodorów wyposażony w sensor MPS to całkowicie nowe i nieosiągalne do tej pory możliwości w zakresie pomiaru substancji palnych.


Czy wiesz jakie gazy wybuchowe mierzysz?

Wiedza o tym, co mierzymy, to kluczowy problem dla prawidłowej detekcji. Niestety, najczęściej jest to niemożliwe, obarczone błędami lub po prostu nie ma czasu na skomplikowane obliczenia.

Dzięki technologii MPS użytkownik czujnika węglowodorów otrzymuje pomiar wartości wybuchowej wodoru i/lub węglowodorów, który jest jak najbliższy rzeczywistości, bez konieczności martwienia się o przeliczniki czy błędy pomiarowe. Miernik węglowodorów pokazuje wynik na ekranie, a użytkownik może bezpiecznie prowadzić swoje czynności, niezależnie od tego, czy w powietrzu występuje metan, propan czy opary toluenu. Można powiedzieć, że to pierwszy na świecie „eksplozymetr”.

Kolor zielony: błąd poniżej 10% LEL, kolor czerwony: błąd powyżej 10% LEL
Zdolność pomiarowa i dokładność dla popularnych gazów palnych przy dostarczonym stężeniu 50% LEL, w oparciu o kalibrację przy użyciu metanu.
Błąd pomiarowy gazu (%LEL)
Sensor MPS Sensor katalityczny Sensor IR
Wodór ±5 Nie wykrywa
Acetylen -20 Nie wykrywa
Metan ±3
Etan ±5
Propan ±5
Butan ±5
Pentan ±5
Heksan ±20

Pokazanie użytkownikowi rzeczywistego pomiaru dolnej granicy wybuchowości to jednak nie koniec możliwości detektora węglowodorów wyposażonego w sensor MPS. Czujnik MPS może również rozpoznawać i analizować właściwości gazów, klasyfikując je na podstawie ich masy cząsteczkowej i gęstości do jednej z sześciu kategorii w systemie Blackline Live, który umożliwia podgląd urządzeń w trybie rzeczywistym („on-line”).

Sensor gazów wybuchowych MPS kategorie gazów.

Klasyfikacje gazów i ich cztery kluczowe właściwości wykrywane przez detektor węglowodorów z czujnikiem MPS
Kategoria
1

Wodór
Kategoria
2

Wodór zmieszany
Kategoria
3

Metan / Gaz ziemny
Kategoria
4

Węglowodory lekkie
mieszaniny lekkich węglowodorów
Kategoria
5

Węglowodory średnie
mieszaniny średnich węglowodorów
Kategoria
6

Węglowodory ciężkie
mieszaniny ciężkich węglowodorów
Masa cząsteczkowa (g/mol) 2.0 1.0 - 14.0 16.0 - 19.0 25.0 - 75.0 50.0 - 120.0 80.0+
Gęstość (kg/m³) 0.09 0.1 - 0.6 0.6 - 0.9 1.2 - 2.5 1.5 - 4.0 3.5+
Liczba atomów węgla 0 różne 1 - 2 1 - 4 2 - 8 6+
Przykładowe gazy - - - Etan
Propan
Butan
Izopropanol
Pentan
Heksan
Oktan
Toluen
Ksylen

Działanie sensora MPS krok po kroku

Budowa sensora gazów wybuchowych MPS.

  • Gaz wnika do komory czujnika węglowodorów, gdzie trafia na moduł MEMS (Micro-Electro-Mechanical System – mikroelektromechaniczny układ scalony). Ogólnie rzecz biorąc, MEMS to układ łączący elementy mechaniczne i elektryczne w jednym podzespole.
  • W przypadku sensora MPS moduł zawiera membranę oraz grzałkę Joule’a, która szybko nagrzewa płytkę grzejną.
Zasada działania sensora gazów wybuchowych MPS.

  • Inteligentny moduł czujnika mierzy właściwości termodynamiczne próbki. Każdy gaz posiada unikalne właściwości termodynamiczne, które stanowią jego „odcisk palca”.
  • Energia wymagana do podgrzewania próbki jest precyzyjnie mierzona za pomocą termometru oporowego.
  • Dodatkowy sensor mierzy warunki środowiskowe (temperaturę, ciśnienie i wilgotność), umożliwiając kompensację ich wpływu.
  • Poziom gazu, skorygowany o jego kategorię oraz czynniki środowiskowe, jest przekazywany do czujnika węglowodorów.

Zalety detektora węglowodorów z sensorem MPS

  • Pomiary LEL (DGW) dla pojedynczych gazów oraz mieszanin, w tym wodoru i węglowodorów, są najbliższe rzeczywistości w porównaniu z technologiami katalityczną, podczerwoną lub półprzewodnikową.
  • Zminimalizowana liczba fałszywych alarmów dzięki wbudowanej kompensacji środowiskowej.
  • Możliwość udostępniania danych do analizy pomiarów.
  • Odporność na zatrucia – w przeciwieństwie do technologii katalitycznej lub półprzewodnikowej.
  • 2-letnia gwarancja przy oczekiwanej żywotności powyżej 5 lat.
  • Możliwość pracy w strefach zagrożenia wybuchem (ATEX).
  • Niskie zużycie energii zapewniające dłuższy czas działania miernika.

Parametry czułości skrośnej sensora MPS oraz gazów/czynników zakłócających

  • Nie reaguje na H2S.
  • Reaguje na CO2 (podczas pomiarów nie zaleca się zbliżania detektora do twarzy).
  • Ilość tlenu (O2) w powietrzu wpływa na pomiar gazów palnych.
Porównanie właściwości trzech głównych typów czujników montowanych w miernikach węglowodorów
Parametry sensorów gazów palnych w detektorach węglowodorów
MPS Katalityczny Podczerwony (IR)
Reaguje na pełny zakres łatwopalnych gazów Tak Tak Nie
TrueLEL™ Tak Nie Nie
Klasyfikacja gazu Tak Nie Nie
Zakres środowiskowy Doskonały Dobry Dobry
Odporność na zatrucia Doskonała Nie Doskonała
Żywotność Doskonała Słaba Doskonała
Wykrywanie wodoru i acetylenu Tak Tak Nie
Zabezpieczenie przed awarią, autodiagnostyka Tak Nie Tak

Detektor węglowodorów z sensorem MPS – produkty: