Detekce plynu

Přehled sušičů plynu - základní informace

Přehled nabízených sušičů - základní informace a parametry pro rychlou volbu.

Parametry a doporučení pro sušiče typu MD - sušiče s jednou trubicí.

* MD-070 a MD-110 nabízí přibližně stejnou sušící účinnost. Vyberte si MD-110, když očekáváte problém s poklesem tlaku a MD-070, když chcete snížit mrtvý objem. Pro vyšší průtoky, přejděte na série sušičů PD.

Parametry a doporučení pro sušiče typu PD - sušiče s více trubicemi.

*Průtoky jsou počítané pro nevytápěný 24" sušič, který dosáhl rosného bodu -10°C.

Sušiče Nafion

Perma Pure LLC vyrábí komponenty a zařízení primárně určené pro sušení a zvlhčování plynů. Základem této technologie je Nafion®, kopolymer vyráběný firmou Dupont. Tento kopolymer je vysoce selektivní a ideální pro odstraňování vodní páry z plynů. Perma Pure zpracovává Nafion do hadiček různých průměrů a optimalizuje je pro přenos vody skrz stěnu hadičky. Vodní pára prochází stěnou membrány Nafion a vyprchává do vnějšího prostředí (vzduchu nebo plynu). Tento proces je nazýván „perevaporation“ a je závislý na gradientu vlhkosti mezi plynem uvnitř a prostředím vně stěny hadičky. Kromě sušení a zvlhčování plynů může být hadička Nafion využita jako iontově-výměnná membrána.

Co je Nafion?

Nafion je kopolymer tetrafluoroetylenu (Teflon®) a perfluoro-3,6-dioxa-4-metyl-7-okten-sulfonové kyseliny. Podobně jako Teflon, Nafion má vysokou chemickou odolnost, ale přítomnost funkčních skupin – sulfonové kyseliny mu dává neobvyklé vlastnosti. Sulfonová kyselina má vysokou afinitu k vodě a je schopná absorbovat 13 molekul vody na jednu skupiny sulfonové kyseliny v polymeru. Nafion absorbuje až 22% vody (hmotnostní podíl).

Přenos vody přes mikroporézní permeační membrány je velmi pomalý proces difúze. Nafion, na rozdíl od mikroporézních membrán, odstraňuje vodu absorpcí (hydratací). Tato absorpce vykazuje kinetickou reakci prvního řádu, takže rovnováha je ustanovena velmi rychle (typicky během millisekund). Jelikož se jedná o specifickou chemickou reakci s vodou, plyny jsou pouze vysušeny aniž by došlo ke změně jejich podstaty..

Katalytické spalování

Princip

Pellistor se skládá ze dvou spirálek tenkého platinového drátku zalitých v hliníkových perličkách a zapojených do Wheatsonova můstku. Jedna z perliček je impregnována speciálním katalyzátorem podněcujícím oxidaci hořlavých plynů (par), naopak druhá je upravená pro inhibici oxidace. Platinovými spirálkami prochází elektrický proud a zahřívají se na teplotu, při které dojde k oxidaci přítomných hořlavých plynů (par) na katalyzátoru. Oxidační proces dále zvyšuje teplotu hliníkové perličky s katalyzátorem, zahřívá platinovou spirálku a tím zvyšuje její elektrický odpor. To má za následek elektrickou nerovnováhu můstkového zapojení.

Výhody

• Lineární závislost až do 100% DMV
• Levný a stabilní senzor
• Vysoká rychlost odezvy (< 10 s)
• Rozsah pracovní teploty -40 až +60°C

Nevýhody

• Náchylnost na otravu katalyzátoru a tím snížení citlivosti
• Pro svou činnost vyžaduje atmosféru s obsahem minimálně 10% kyslíku
• „Otrávený“ pellistor dává signál jako při nulové koncentraci, proto je nutno ho ověřovat kalibračním plynem
• Vyšší energetická náročnost

Elektrochemický senzor

Princip

Elektrochemický článek je systém 2, 3 popř. 4 elektrod, které jsou umístěny v gelovém elektrolytu. Prostor s elektrolytem a elektrodami je oddělen od okolní atmosféry difúzní bariérou. Tou procházejí molekuly měřeného plynu, které reagují s elektrolytem. Na elektrodách dochází k oxidační a redukční reakci, která má za následek změnu potenciálu článku. Se vzrůstající koncentrací plynu vzrůstá i potenciál.

Výhody

• Pro „běžné“ plyny se jedná o spolehlivé a levné články

Nevýhody

• Dlouhá odezva (v některých případech se jedná i o minuty)
• Vysoká cena pro speciální plyny
• Možnost poškození vysokou koncentrací plynu
• Křížové interference (u senzoru ozonu se jedná i o vliv prouděním vzduchu, teploty a vlhkosti)

Fotoionizační detektor

Princip

Fotoionizační detektor (Photo Ionization Detector) pracuje na principu měření elektrického náboje vzniklého při ionizaci měřeného plynu. U většiny plynů lze určit tzv. specifický ionizační potenciál (IP), který má jednotku eV. Měřený plyn je ionizován ultrafialovou zářivkou, což se projeví vznikem elektrického náboje. Ionizace plynu je však podmíněna skutečností, že ionizační potenciál plynu bude menší než hodnota potenciálu (eV) použité UV lampy (respektive energie vzniklých fotonů)! Vlastní senzor detekuje vzniklý náboj ionizovaného plynu a ten je převeden na elektrický proud. Proud je zesílem a převeden na koncentraci v jednotkách ppm nebo ppb.

Výhody

• moderní typ (3D) nepodléhá vlivům teploty ani vlhkosti
• jedním detektorem lze měřit široké spektrum látek
• vysoká citlivost (jednotky ppb)
• vynikající rychlost odezvy (< 3 s)
• vysoká přesnost i při velice nízkých koncetracích

Nevýhody

• pro většinu sloučenin nízká selektivita

Infračervený senzor

Princip

Infračervený detektor (IR) využívá schopnosti plynů se dvěma nebo více atomy (např. oxid uhličitý, metan) absorbovat infračervené světlo (IR).Plyn je v infračerveném detektoru detekován měřením absorpce na určité frekvenci IR záření, která odpovídá vibraci nebo rotaci molekulární vazby mezi rozdílnými atomy. S nárůstem koncentrace měřeného plynu se snižuje úroveň výstupního signálu z IR senzoru (přibližně logaritmická závislost).

Výhody

• detektory měří i v atmosféře bez přítomnosti kyslíku
• nejsou poškozovány katalytickými jedy
• varování při znečištění optiky
• kvalitní detektory pracují až do 80% znečištění optiky
• dobrá selektivita

Nevýhody

• vyšší cena

Tepelně vodivostní detektor (TCD)

Princip

Senzor pracuje na principu porovnání tepelné vodivosti vzorku s referenčním plynem (obvykle vzduch). Vyhřívaný termistor nebo platinové vlákno je vystaveno působení měřeného plynu, druhý identický měrný prvek je uzavřen v komůrce s referenčním plynem. Pokud je tepelná vodivost měřeného plynu vyšší než referenčního plynu, teplota měrného prvku se sníží (a naopak). Změna teploty má za následek změnu elektrického odporu a je měřitelná podobně jako u pellistoru.

Výhody

• Vhodný pro binární směsi
• Vysoká citlivost u plynů s vyšší tepelnou vodivostí (He, H₂, Ne, CH₄)
• Rychlá odezva

Nevýhody

• Výstupní signál značně ovlivňuje změna okolní teploty
• Nepoužitelný pro vícesložkové směsi plynů
• Přítomné plyny s nižší tepelnou vodivostí než vzduch způsobují interference
• Plyny s relativní tepelnou vodivostí blízkou 1 jsou neměřitelné (CO, O₂, N₂, NH₃)

Křížové interference

Elektrochemické senzory jsou vyráběny jako specifické pro jeden detekovaný plyn, přesto se u nich v určité míře projevují křížové citlivosti. Ty obvykle nejsou problémem při detekci plynů v oblasti bezpečnosti práce, mohou však být komplikací v technologických procesech, kde může docházet ke spouštění falešných poplachů. Tato stránka obsahuje křížové interference elektrochemických senzorů.

• Amoniak
• Fluorovodík
• Fosfin
• Chlór
• Chlorovodík
• Kyanovodík
• Oxid dusičitý
• Oxid dusnatý
• Oxid chloričitý
• Oxid siřičitý
• Oxid uhelnatý
• Oxid uhličitý
• Sulfan (sirovodík)

Pelistorové korekční faktory pro přenosné detektory Crowcon

V následující tabulce naleznete pelistorové korekční faktory pro detektory Gasman, Tetra, Tetra 3 a Triple plus +.

Korekční faktory dolní meze výbušnosti jsou uvedeny podle výrobce detektorů firmy Crowcon .

Korekční faktory pro detektory Gasman, Tetra a Tetra3

Korekční faktory pro detektor Triple plus +

Korekční faktory plynů

Korekční faktory hořlavých plynů pro fixní detektory

Korekční faktory hořlavých látek se aplikují v případech, kdy je znám druh detekované hořlavé látky, která se liší od plynu, na který je katalytický senzor kalibrován. Většina detektorů plynů je kalibrována na 0 až 100% DMV methanu nebo 0 až 100% DMV n-pentanu.