Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2019/08/laboratorium-1200x628.jpg

Wykrywanie obecności niebezpiecznych gazów w powietrzu. Czujniki od Johnson Controls


Przywołany przeze mnie dzisiaj temat nie jest łatwy. Nigdy nie jest łatwo kiedy chodzi o ochronę życia i zdrowia ludzi. Postaram się jednak opracować go jak najlepiej potrafię. Mówimy tutaj o detekcji niektórych rodzajów gazów w powietrzu. Temat omówię na podstawie urządzeń dostępnych w ofercie Johnson Controls – naszego partnera.

Detekcja gazów – po co?

Zapewne jest to pytanie, które pierwsze przychodzi do głowy. Głównym powodem stosowania detektorów gazów będzie zawsze bezpieczeństwo ludzi. W niektórych gałęziach przemysłu, tam gdzie przetwarza się gazy palne i inne niebezpieczne substancje, stosowanie detektorów gazów wymuszane jest przez akty prawne, rozporządzenia i przepisy bhp oparte na dyrektywach unijnych.

Jednak jeżeli pod lupę weźmiemy np. garaże podziemne to okazuje się, że jedyne wymaganie prawne odnosi się do kontroli stężenia tlenku węgla w powietrzu. Weźmy pod uwagę, że auta napędzane silnikami Diesla generują stosunkowo mało tlenku węgla, natomiast dużo więcej tlenu azotu, niż auta benzynowe. Tlenku azotu, który jest kilkukrotnie groźniejszy dla zdrowia ludzi, niż tlenek węgla. Dodatkowo auta „na ropę” to ponad 30% wszystkich samochodów poruszających się po Polskich drogach. Więc jeżeli będziemy ślepo podążali za rozporządzeniami prawnymi i zignorujemy zdrowy rozsądek to możemy doprowadzić do dużego stężenia szkodliwego dla ludzi tlenku azotu, przy małym stężeniu tlenku węgla. A mimo to według zamontowanych czujników wszystko będzie OK.

Innym przykładem miejsca, gdzie warto stosować detektory gazu mogą być budynki użyteczności publicznej, czy nawet prywatne domy i mieszkania. Nie są one objęte żadnymi regulacjami prawnymi w kwestii detekcji gazów. Realne zagrożenie w tych miejscach najczęściej odnosi się do obecności w powietrzu tlenku węgla. Zapewne nie raz słyszeliście o zatruciu czadem. Może on się pojawić w powietrzu przy starych i niesprawnych instalacjach grzewczych. Jednak czy myśleliście o potrzebie kontrolowania stężenia chlorofluorowęglowodorów (HCFC)? Ja przyznaję się, że jeszcze do dziś nie wiedziałem o ich istnieniu. Okazuje się, że są to otrzymywane syntetycznie środki chemiczne, używane jako czynniki chłodnicze w systemach klimatyzacji, ogrzewania i wentylacji.

Jak wykrywać gazy w powietrzu?

Jeżeli wiemy już, że zachodzi konieczność detekcji stężenia niektórych gazów w powietrzu to zobaczmy jak to robić.

Istnieją różne metody na wykrywanie gazów. Można użyć czujników półprzewodnikowych, lub elektrochemicznych. Trafiłem na ciekawostkę, którą jest wykrywanie gazów za pomocą techniki laserowej.

„Każdy gaz pochłania promieniowanie laserowe o dobrze zdefiniowanych długościach fali, stanowiących jego charakterystyczny „optyczny odcisk palca”. Jego analiza umożliwia zarówno wykrycie obecności gazu w badanej próbce jak też precyzyjne określenie stężenia. Kluczowe pasma absorpcyjne występują w niewidzialnym przez ludzkie oko zakresie podczerwonym dzięki czemu tego typu systemy mogą pracować bezpiecznie także w wolnej przestrzeni i określać stężenia gazów w powietrzu.”

Źródło: Polski Ośrodek Rozwoju Technologii

Czujniki półprzewodnikowe wykrywają obecność gazów dzięki zastosowaniu w nich monokryształów, które zmieniają swoje przewodnictwo elektryczne w obecności konkretnych gazów. Czujniki elektrochemiczne zbudowane są natomiast z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie. Wystąpienie w ich obecności gazu powoduje przepływ elektronów, a natężenie wytworzonego prądu jest proporcjonalne do stężenia gazu.

Źródła: fachowyelektryk.pl, wikipedia.org, bankier.pl

Poniżej przedstawię opis urządzeń do wykrywania i sygnalizacji obecności gazu, dostępnych w ofercie Johnson Controls:

  • jednostki centralnej,
  • panelu alarmowego,
  • analizatora gazów,
  • czujników obecności gazów.

Jednostka centralna

Multi Point Unit (MPU) to jednostka centralna z wieloma kanałami, które umożliwiają podłączenie wielu czujników. Zbiera informacje z czujników o stężeniu gazów, monitoruje je i powiadamia o wystąpieniu zagrożenia. Podłączone czujniki w sposób ciągły mierzą stężenie gazu i dostarczają do jednostki sygnały analogowe.

W ofercie Johnson Controls znajdują się jednostki wyposażone w 2, 4 lub 6 kanałów. MPU wyświetla niezależnie status i informacje o alarmie dla każdego kanału za pomocą diod LED. Mogą monitorować na przykład poziom dwutlenku węgla, amoniaku, heksanu, etanolu, metanu, butanu.

Jednostka centralna wskazuje alarmy w trzech różnych progach – niskim (Alarm C – żółta dioda LED), średnim (Alarm B – czerwona dioda LED) i wysokim (Alarm A – czerwona dioda LED). Każdy z alarmów ma przypisany inny przekaźnik (230 V, 5 A), więc w zależności od występującego stężenia możemy przewidzieć różne reakcje. Oprócz tego jednostka posiada wyjście 24 VDC do podłączenia zewnętrznego alarmu dźwiękowego, lub wizualnego.

Oprócz jednostek z wieloma kanałami w ofercie Johnson Controls dostępna jest również jednostka centralna z jednym kanałem pomiarowym – Single Point Unit (SPU). Pod względem funkcjonalności nie różni się od jednostek MPU.

Panel alarmowy

Panele alarmowe (np. LAN63/64-PKT) Johnson Controls to urządzenia przeznaczone do montowania na ścianę i wyświetlania aktualnych stanów stężenia gazów. Stężenie gazu sygnalizowane jest przez diody LED, tak jak w jednostkach centralnych.

Panel alarmowy wyposażony jest w wyjścia przekaźnikowe (24 V, 1 A), oddzielne dla dwóch progów alarmowych (A i B). Umożliwiają monitorowanie poziomu np. dwutlenku węgla, amoniaku, heksanu, etanolu, metanu, butanu.

Do każdego panelu alarmowego można podłączyć do 12 czujników gazów.

Analizator gazów

IR-em2 to urządzenie oferujące inteligentne, niezawodne i dokładne wykrywanie czynników chłodniczych, dwutlenku węgla, czy amoniaku. Monitoring za pomocą IR-em2 może odbywać się w 16 niezależnych strefach.

System wykorzystuje pompę próżniową, która pobiera próbki powietrza z danego pomieszczenia. Próbki powietrza wędrują z powrotem do analizatora gazów, gdzie przechodzą przez system zaworów i pułapek wodnych przed dotarciem do komory pomiarowej. Tam przeprowadzana jest analiza próbki. Rezultat pomiarów jest wyświetlany na ekranie LCD analizatora. Oprócz tego podejrzeć można wszystkie historyczne pomiary.

IR-em2 wykrywa obecność i mierzy stężenie gazów w powietrzu za pomocą źródła promieniowania podczerwonego. Dzięki dobrym wzorcom wykrywanie gazów jest bardzo dokładne przy jednoczesnym wyeliminowaniu fałszywych alarmów. System kompensuje również zmiany ciśnienia w otoczeniu komory pomiarowej.

Każda strefa pomiarowa może mieć przypisane trzy poziomy alarmów. Alarm może być wyzwalany z opóźnieniem, np. dopiero po kilku pomiarach, które potwierdzą zbyt wysokie stężenie gazu. Każda z 16 stref w analizatorze ma osobny przekaźnik, który może służyć do wyzwalania alarmu dźwiękowego lub wizualnego. Przekaźniki mogą być skonfigurowane jako NC lub NO.

Analizator IR-em2 umożliwia komunikację i zdalny monitoring za pomocą portów RS485 (protokoły Modbus RTU i Woodley) oraz Ethernet (protokoły SNMP, SML i HTML).

Czujniki gazów

W ofercie Johnson Controls znajduje się szeroka gama czujników służących do detekcji gazów. Poniżej wymienię kilka z nich z podziałem na rodzaj wykrywanego gazu.

Wszystkie czujniki do wykrywania gazu znajdziesz w katalogu:
Katalog urządzeń do wykrywania obecności gazów – Johnson Controls

Detektory amoniaku

  • Czujniki półprzewodnikowe – przeznaczone do montowania w maszynowniach, chłodniach i innych pomieszczeniach gdzie przechowuje się czy wytwarza amoniak. Detektory serii G mogą współpracować z jednostkami MPU, SPU, ale mogą też działać samodzielnie. Same w sobie posiadają mikroprocesor przetwarzający sygnał pomiarowy. Dzięki czemu istnieje możliwość wyświetlania statusu pomiaru na obudowie detektora. Detektory z serii MP muszą być podłączone do jednostek MPU aby mogły działać.

  • Czujniki elektrochemiczne – czujniki amoniaku występują też jako urządzenia elektrochemiczne. Na wyjściu podają sygnał 4-20 mA dzięki czemu mogą być podłączone do dowolnego sterownika PLC, czy wyspy I/O, ale mogą też współpracować z jednostkami MPU i SPU. Czujniki z serii TR-EC posiadają solidną obudowę i mogą być montowane w trudnych warunkach przemysłowych, gdzie występują duże drgania, wilgotność i wysoka temperatura. Czujniki elektrochemiczne stosowane w detektorach TR-EC mogą być wymieniane. Wymagają dostarczenia zasilania 12-30 VDC.

Detektory dwutlenku węgla

  • Czujniki podczerwone – działają na zasadzie absorpcji widma podczerwonego emitowanego przez diody LED. Cechują się stabilną i wieloletnią pracą bez konieczności kalibracji. Zamknięte w szczelnej i odpornej obudowie umożliwiają montaż w środowisku przemysłowym. Czujniki z serii G mogą być używane samodzielnie gdyż posiadają mikroprocesor, który przetwarza sygnał pomiarowy. Mogą być też używane z jednostkami MPU i SPU. Czujniki z serii MPS wymagają dodatkowego zasilania i podłączenia do jednostek MPU i SPU.

Detektory węglowodorów

  • Czujniki półprzewodnikowe – węglowodory to bardzo niebezpieczne substancje, są palne i mogą eksplodować, dlatego ich wykrywanie jest ważne. Wśród półprzewodnikowych czujników węglowodorów w ofercie Johnson Controls znajdują się czujniki serii G, które mogą działać samodzielnie, jak i czujniki serii MP-D przeznaczone do stosowania z jednostkami MPU i SPU. Oprócz tego istnieją też czujniki TR-SC dające na wyjściu sygnał 4-20 mA lub 0-10 V.

Oprócz tego w ofercie Johnson Controls odnajdziesz czujniki syntetycznych czynników chłodniczych, tlenku węgla, dwutlenku azotu, czy tlenu. W ofercie znajdują się też czujniki przenośne, czy elementy sygnalizacyjne. Całą ofertą urządzeń do detekcji gazów znajdziesz w poniższym dokumencie.

Katalog urządzeń do wykrywania obecności gazów – Johnson Controls

Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na temat urządzeń służących do wykrywania gazów, lub zapytać o ofertę skontaktuj się z Johnson Controls:
BE-EMEA-automatyka@jci.com



Utworzono: / Kategoria: , , ,
  • Autor: Piotr Gwiazdowski • iAutomatyka.pl
  • Redaktor Naczelny iAutomatyka.pl
    Inżynier automatyki i robotyki, z doświadczeniem jako pracownik utrzymania ruchu. Pasjonuje mnie pisanie, produkcja wideo i dzielenie się wiedzą. Swoje pasje i umiejętności inżynierskie łączę poprzez pracę dla portalu iAutomatyka.pl
  • Profil Autora

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • Poniższy poradnik jest zbiorem schematów połączeń elektrycznych. W poradniku zapoznamy się z podstawami wprowadzenia do systemów przekaźnikowych, sekwencji przełączeń przekaźników, porównania systemów przekaźnikowych z systemami tradycyjnym...
  • EPSITRON®ECO & COMPACT Power OSZCZĘDNOŚĆ KOSZTÓW Zasilacze EPSITRON® ECO i COMPACT Power to nie tylko oszczędność przy zakupie, ale również niższe koszty dzięki łatwej obsłudze oraz braku konieczności serwisowania. Są one doskonałym roz...
  • EPLAN Electric P8 oferuje nieograniczone możliwości planowania projektu, tworzenia dokumentacji oraz zarządzania projektami automatyki. Zautomatyzowane tworzenie szczegółowych raportów opartych na schematach okablowania jest integralnym ele...
  • Szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk Usługa u-link gwarantuje szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk, co ułatwia zdalne utrzymanie ruchu, jednocześnie pozwalając na wydajne zarządzanie zakładami produkcyjnymi i stacjami klie...
  • To rozwiązanie oparte o technologię LoRaWAN pozwala skutecznie realizować działania ograniczające ryzyko rozprzestrzeniania się wirusa . Możliwość automatycznej kontroli dystansu z jednoczesnym monitoringiem relacji i wstecznym śledzeniem k...
  • Seria EX-Z Czujniki z serii EX-Z to jedne z najmniejszych urządzeń tego typu na świecie. Najcieńszy model posiada grubość jedynie 3 mm co zostało osiągnięte przez zastosowanie nowych półprzewodników i dzięki temu wyeliminowanie przewodów. B...



Johnson Controls