Przenośny detektor tlenu (O₂)

Detektor tlenu jest osobistym urządzeniem pomiarowym dokonującym pomiaru tlenu i ostrzegającym w przypadku przekroczenia zaprogramowanych progów alarmowych zarówno w przypadku zbyt małej ilości tlenu (pomiar na spadek) jak i zbyt dużej ilości tlenu (pomiar na wzrost). W przypadku zagrożenia detektor tlenu może ostrzegać zarówno użytkownika jak i osoby znajdujące się w rejonie (funkcja Alert Link), jak i osobę nadzorującą prace oraz osoby wyznaczone do otrzymania powiadomienia alarmowego. Czujniki tlenu wykorzystywane są w bardzo wielu branżach przy różnych rodzajach prac zarówno w formie stacjonarnych detektorów tlenu jak i przenośnych wykrywaczy tlenu. Wiele regulacji prawnych wymaga używania mierników tlenu zarówno przed rozpoczęciem jak i w trakcie prowadzenia prac.

Charakterystyka tlenu

Odkryty w XVIII wieku oxygenium czyli po łacińsku tlen to bezbarwny, pozbawiony smaku i zapachu gaz, stanowiący ok. 20,9% ziemskiej atmosfery, kluczowy dla życia aerobów, a w tym człowieka. W atmosferze tlen występuje w formie dwuatomowej O₂ za wyjątkiem ozonosfery gdzie występuje w formie trójatomowej O₃ nazywanej ozonem, który posiada charakterystyczny zapach i jest toksyczny. Ciężar tlenu jest tylko nieco większy od ciężaru powietrza (współczynnik 1,1) co wg norm kwalifikuje go do gazów mieszających się. Tlen jest kluczowym składnikiem procesu spalania i bez niego spalanie nie zachodzi co jest wykorzystywane w wielu aspektach ochrony przeciwpożarowej. Nr CAS tlenu to 7782-44-7

Zagrożenia ze strony tlenu

Szeroko wykorzystywany w medycynie i przemyśle tlen nie niesie ze sobą zagrożeń palnych (wybuchowych), ani typowo toksycznych przez co mylnie uważany jest za gaz "bezpieczny". Jednak czujniki tlenu są niezbędne zarówno w miejscach gdzie tlen moze zostać wyparty jak i tam gdzie jego stężenie może wzrosnąć. Spadek tlenu najczęściej wywołany jest wypieraniem powietrza przez inne gazy. Dobrym przykładem jest wyciek z instalacji azotu w pomieszczeniu lub emisja gazów z procesów gnilnych i fermentacyjnych w kanałach ściekowych. Spadek ilości tlenu jest dla człowieka niebezpieczny ponieważ zbyt niskie stężenie prowadzi do uduszenia. Regulacje prawne najczęściej podają 18% jako stężenie graniczne.

Literatura podaje, że stężenia poniżej . Nadmiar tlenu jest również groźny. O ile wyższe stężenie tlenu nie przeszkadza człowiekowi w oddychaniu to ma znaczny wpływ na zwiększenie palności substancji, intensywności pożaru, rozszerzenie granic wybuchowości oraz trudniejsze gaszenie. Niektóre substancje jak tłuszcze mogą w czystym tlenie ulec samozapłonowi i z tego powodu instalacje tlenowe wymagają specjalnego przygotowania (oczyszczenia) przed napełnieniem tlenem. Detektory tlenu pełnią więc nie mniej istotną rolę w pomiarze nadmiaru tlenu mogącego np. wydostawać się z nieszczelnej instalacji tlenowej. To zagrożenie jest bardzo poważne co pokazują wypadki pożarów w szpitalach, zapłonów przemysłowych instalacji tlenowych, pożarów nasyconych tlenem materiałów i ubrań czy prawdopodobnie najsłynniejszy wypadek śmierci 3 astronautów misji Apollo 1 w wyniku pożaru wypełnionego tlenem modułu dowodzenia.

Należy pamiętać, że tlen może mieć działanie szkodliwe w przypadku długotrwałego oddychania 100% stężeniem, a nawet toksyczne w przypadku stężenia parcjalnego pow. 1,4at (np. podczas przebywania w komorze hiperbarycznej lub nurkowania). Z tego względu wszelkie zabiegi powinny być wykonywane pod ścisłą kontrolą lekarzy.

Budowa przenośnego detektora tlenu

Najważniejszym elementem czujnika tlenu jest sensor. To on wykrywa i mierzy obecność tlenu, a sygnał przekazuje do układu elektroniki, który przetwarza go na cyfry i komunikaty widoczne na ekranie oraz na sygnały alarmowe w przypadku przekroczenia wyznaczonych limitów. Całość zamknięta jest w odpowiedniej obudowie o klasie szczelności IP67 aby do urządzenia nie dostawała się woda oraz pył. Sam sensor chroniony jest membraną przepuszczającą gaz, a blokujacą dostęp kropelek wody i cząteczek pyłu. Wielkość miernika tlenu jest tak dobrana, aby mieścił się w dłoni lub mógł być noszony na ubiorze. Na rynku dostępne są jednogazowe detektory tlenu, jak i czujniki wielogazowe wykrywające tlen oraz inne gazy.

Najnowocześniejsze modularne detektory tlenu mają wymienne kartridże z sensorami gazów dzięki czemu można samodzielnie wymienić czujnik tlenu lub zmienić gazy wykrywane przez detektor np. z jednogazowego wykrywacza tlenu na detektor wielogazowy. Takie rozwiązanie jest szczególnie popularne w ratownictwie oraz na zakładach przemysłowych.

Najczęściej przenośny czujnik tlenu posiada wuświetlacz, na którym wskazywane są wyniki pomiarów. Ważne aby był od wystarczająco duży z czytelnymi komunikatami oraz podświetleniem umożliwiającym odczyt w warunkach ograniczonej widoczności. Kluczowym elementem każdego miernika tlenu jest sygnalizacja stanów alarmowych najczęściej realizowana za pomocą sygnałów akustycznych, optycznych i wibracyjnych.

Takie rozwiązanie umożliwia wykonywanie pracy bez ciągłego obserwowania ekranu. W przypadku wchodzenia do przestrzeni zagrożonych np. pomieszczeń czy zbiorników wymagany jest pomiar przed wejściem. Wykorzystuje się do tego przenośny czujnik tlenu z pompką zasysającą, która umożliwia pobieranie atmosfry z odległości za pomocą sondy teleskowpowej (np. zza drzwi) lub wężyka (np. w studni). Ważne aby pompka zasysająca była wyposażona w blokadę zaciągnięcia wody oraz wymienna filtry z wizjerem umożliwiającym podgląd stanu zanieczyszczenia oraz samodzielną wymianę.

Więcej informacji o pracy w przestrzeniach zamkniętych i zbiornikach: POMIARY I DETEKTORY GAZÓW W PRZESTRZENIACH ZAMKNIĘTYCH I ZBIORNIKACH

Metalowy klips "krokodylkowy" umożliwia przypięcie detektora tlenu do odzieży lub pasa, a dołączone "ucho" umożliwia zabezpieczenie np. za pomocą karabińczyka lub smyczy. Dostępne są również czujniki tlenu z automatycznymi zapięciami wszystymi w odzież lub oporządzenie. Miernik tlenu, który ma być użytkowany w strefach zagrożonych wybuchem musi podiadać certyfikację ATEX w odpowiedniej kategorii zapewniającą bezpieczną eksploatację.

Technologia pomiarowa w miernikach tlenu

W przenośnych wykrywaczach tlenu wykorzystuje się elektrochemiczne czujniki tlenu, które zawierają w sobie płynny elektrolit. Gdy gaz dostaje się do wewnątrz zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której na zanurzonych w elektrolicie elektrodach odkłada się ładunek elektryczny. Wytworzony dzięki temu sygnał można zmierzyć i przetworzyć na wartość pomiarową widoczną na ekranie.

Elektrochemiczna technologia czujników tlenu jest mocno selektywna (czyli charakteryzuje się słabą reakcją na inne gazy). Charakterystyka pomiaru jest liniowa czyli wzrost stężenia daje proporcjonalny sygnał zapewniając stabilny i wiarygodny pomiar. Należy jednak pamiętać, że elektrochemiczne czujniki tlenu nie są odporne na przekroczenia zakresu pomiarowego oraz zakresu temperaturowego (szczególnie w kriogenice gdzie mozliwe jest zamarznięcie elektrolitu lub w środowiskach gorących np. huty, koksownie gdzie może dochodzić do odparowania elektrolitu).

Przenośne czujniki tlenu - zakres pomiarowy

Najczęściej stosowany zakres pomiarowy detektora tlenu to 0-25%v/v lub 0-30%v/v. Progi alarmowe ustawiane są przez użytkownika, a typowe wartości alarmowe to 19%v/v i 18%v/v przy pomiarze na spadek oraz 22%v/v i 23%v/v. Zalecana rozdzielczość to 0,1% v/v.

Alarmowanie w przenośnych miernikach tlenu

Ostrzeganie użytkownika o zagrożeniu to nadrzędna funkcja każdego czujnika tlenu. Wstępny pomiar wykonywany przed wejściem do zagrożonej przestrzeni jest równie ważny co pomiar dokonywany w całym okresie przebywania czy pracy. Co istotne podczas pomiaru wstępnego użytkownik patrzy na detektor tlenu oczekując wyniku, natomiast w trakcie pracy skupiony jest na zadaniu i nie powinien być zajęty pomiarami. Detektory tlenu musi je wykonywać ciągle i automatycznie powiadamiać o ewentualnym zagrożeniu. Typowo użytkownik powiadamiany jest optycznie, akustycznie i wibracyjnie o zagrożeniu.

To rozwiązanie jest dobre, ale tylko dla użytkownika i najbliższego otoczenia. W przypadku, gdy w pobliżu nikogo nie ma, jest głośno, albo użytkownik wejdzie w atmosferze o znacznie zredukowanym tlenie gdzie może stracić przytomność po kilku wdechach to samo lokalne alarmowanie nie wystarcza. Najnowocześniejsze mierniki tlenu Blackline G7c są zintegrowane z systemem bezpieczeństwa pracowników co oznacza, że detektor jest dodatkowo wyposażony w alarm bezruchu, upadku, meldowanie się, alarm SOS oraz co najważniejsze komunikację głosową i lokalizację użytkownika.

Gdy detektor tlenu uruchomi alarm to pojawia się on w systemie powiadamiając osobę nadzorującą (operatora) oraz wyznaczone dla danego urządzenia osoby (np. kierownika, ochronę, służbę BHP na ich telefony). Umożliwia to skomunikowanie się z zagrożonym użytkownikiem, a jeżeli ten potwierdzi potrzebę pomocy lub wcale nie odpowiada uruchomienie procedur ratunkowych. Dzięki temu użytkownik może zostać odnaleziony w ciągu minut , a nie godzin jak w przypadku klasycznych metod nadzoru co może uratować mu życie. Z rozwiązania chętnie korzystają wszystkie osoby poruszające się po zakładzie, po terenie, pracujące w miejscach nieuczęszczanych i słabo monitorowanych, szczególnie pracownicy techniczni podczas obchodów, inspektorzy, osoby pracujące w pojedynkę, serwisanci terenowi czy jednostki straży pożarnej.

Więcej o detektorach tlenu O₂ zintegrowanych z systemem bezpieczeństwa pracowników: JAK DZIAŁA SYSTEM BEZPIECZEŃSTWA BLACKLINE SAFETY?

Rejestracja pomiarów w detektorach tlenu

System bezpieczeństwa zapewnia także wiele dodatkowych funkcji jak gromadzenie pomiarów i danych dostępnych on-line, nadzór nad pracownikami, zdalną kontrolę nad urządzeniami i ich stanem (przeglądami, kalibracjami, użytkowaniem itd.). Jedną z funkcji prewencyjnych jest możliwość podglądu incydentów powtarzających się w danej lokalizacji, czego najczęściej nie zgłaszają użytkownicy zwykłych detektorów tlenu. Takie zdarzenia mogą wskazywać na zagrożenie w danym rejonie co służba BHP może z łatwością wychwycić i zabezpieczyć.

Pamięć pomiarów i zdarzeń to jeden z ważniejszych elmentów dowodowych przy ewentualnym wypadku, który pozwala prześledzić (wraz z lokalizacją) czy pomiary były wykonywane i czy pracownicy prawidłowo realizowali swoje obowiązki.

Użytkowanie wykrywaczy tlenu

To aspekt nie mniej ważny i kosztowny niż sam zakup urządzeń. Istotne są zarówno szkolenie i umiejętności pracowników w posługiwaniu się detektorem tlenu jak i możliwości eksploatacyjne samego urządzenia. Oprócz wymiennego kartridża sensorów czy filtra pompki co eliminuje znaczną część kosztów serwisowych kolejnym kosztem jest zarządzanie flotą mierników.

Nieefektywne tabelki w arkuszu kalkulacyjnym i poszukiwania detektorów po zakładzie ustępują zdalnemu nadzorowi on-line w systemie Blackline. Jednym ruchem możemy sprawdzić historię detektora tlenu, ustawione parametry, czynności serwisowe, terminy, kto jest użytkownikiem i gdzie znajduje się urządzenie, a na koniec możemy wysłać wiadomość tekstową aby użytkownik wykonał czynności lub dostarczył urządzenie. System, który zapewnia bezpieczeństwo jest jednocześnie efektywnym narzędziem zarządzania redukującym czas i koszty obsługi mierników.

Typowe zastosowania detektorów tlenu

Głównymi użytkownikami detektorów tlenu są straż pożarna, ratownictwo, zakłady medyczne, szpitale, domy opieki i kliniki, obiekty kriogeniczne, farmaceutyka, laboratoria, zakłady komunalne, hodowla ryb, przemysł (cięcie metalu, produkcja szkła, papieru i cementu, procesy chemiczne i petrochemicznem). Detektor tlenu to standardowe wyposażenie detektorów wielogazowych szeroko użytkowanych do pomiarów przy instalacjach gazów obojętnych, biogazu, gazów palnych oraz pracach w strefach zamkniętych, zbiornikach i energetyce.

Przenośny detektor tlenu – produkty: