مقالات

انواع دستگاه گازسنج ثابت

گازسنج‌های ثابت امروزه به ابزاری پرکاربرد جهت تشخیص گازهای خطرناک در یک منطقه تبدیل شده است. این دستگاه حاوی یک یا چند سنسور (حسگر) است که می‌تواند غلظت یک یا چند گاز را اندازه‌گیری کند. براساس نوع عملکرد و سنسوری که در آن استفاده می‌شود، مدل‌های مختلفی از گازسنج‌های محیطی وجود دارد. چنانچه قصد خرید و کسب اطلاعات بیشتردر مورد این تجهیزات را دارید پیشنهاد می‌کنیم تا انتها با ما همراه باشید.

انواع دستگاه‌های ثابت براساس عمکرد

انواع مختلفی از گازسنج‌های ثابت با توجه به عملکردشان وجود دارد، که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود:

گازسنج نقطه‌ای

این نوع گازسنج‌ها عملکردی شبیه به گازسنج‌های قابل حمل دارند که برای سنجش گازها در محدوده‌ای به اندازه 5 متر کاربرد دارند.

گازسنج مسیر باز

از این نوع گازسنج برای تشخیص انتشار گاز در لوله‌های انتقال گاز استفاده می‌شود.

گازسنج حرارتی

جهت تشخیص نشت گاز کاربرد دارد.

گازسنج صوتی

این نوع گازسنج برای تشخیص صدای نشتی گاز استفاده می‌شود.

گازسنج فوق حساس

مهم‌ترین عملکرد گازسنج‌های فوق حساس، تشخیص سریع و دقیق گاز است.

انواع دستگاه گازسنج ثابت براساس سنسور

همانند نمونه دستگاه‌های گازسنج پرتابل، گازسنج‌های ثابت براساس نوع سنسور یا حسگری که در آن‌ها استفاده می‌شود به گروه‌های مختلفی نظیر الکتروشیمیایی، کاتالیزوری، یونیزاسیون نوری، نقطه مادون قرمز، تصویربرداری مادون قرمز، نیمه هادی، اولتراسونیک و هالوگرافیکی طبقه‌بندی می‌شوند که در زیر به آن‌ها اشاره شده است.

گازسنج‌های الکتروشیمیایی

اساس کار گازسنج‌های الکتروشیمیایی به این گونه است که گازها از طریق یک غشاء متخلخل عبور داده می‌شوند تا به سطح الکترود برسند. در اینجا، پدیده کاهش یا اکسیداسیون گاز اتفاق می‌افتد و مقدار جریان تولیدی ناشی از این فرآیندها اندازه‌گیری می‌شود که برابر با غلظت گاز است.

گازسنج‌های الکتروشیمیایی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که می‌توانند غلظت تنها یک گاز را اندازه‌گیری کنند. برای انجام این هدف، غشاء مورد نیاز برای اندازه‌گیری می‌بایست به گونه‌ای ساخته شود که تنها به یک گاز خاص نفوذپذیر باشد و به چند گاز اجازه ورود به سطح الکترود را ندهد.

یکی از مشکلاتی که این نوع گازسنج با آن روبرو می‌باشد، قرارگیری در معرض عناصر خورنده یا آلاینده‌های شیمیایی است. از این رو، غشاء را می‌بایست سالانه یا هر دو سال یک بار تعویض کرد. از گازسنج‌های الکتروشیمیایی در مکان‌های مختلفی استفاده می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به پالایشگاه‌ها، توربین‌های گازی، تأسیسات زیرزمینی ذخیره‌سازی گاز و کارخانجات مواد شیمیایی اشاره کرد.

گازسنج‌های کاتالیزوری

از گازسنج‌های کاتالیزوری به منظور اندازه‌گیری غلظت گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شود. اگر غلظت این گازها در محدوده خاصی قرار گیرد می‌تواند منجر به انفجار شود.

این نوع گازسنج‌ها متشکل از دو قطعه کروی شکل بوده که هریک حاوی سیم‌پیچ‌های پلاتین هستند و روی بازوهای مخالف مدار پل واتسون قرار دارند. این سیم‌پیچ‌ها به صورت الکتریکی تا چند صد درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند تا تغییر مقاومت الکتریکی رخ دهد. اختلاف ولتاژ حاصل بین این دو قطعه متناسب با غلظت تمام گازها و بخارات قابل احتراق است. گازسنج‌های کاتالیزوری مقاوم و مقرون به صرفه هستند. برای تست، حداقل نیاز به چند درصد اکسیژن موجود در هوا دارند. در اثر قرارگیری در معرض ترکیباتی نظیر سیلیکون، اسیدهای معدنی، ترکیبات آلی شیمیایی و ترکیبات گوگرددار آلوده می‌شوند.

گازسنج‌های یونیزاسیون نوری

در گازسنج‌های یونیزاسیون نوری از یک لامپ ماوراء بنفش برای یونیزاسیون ترکیبات شیمیایی موجود در نمونه گازی استفاده می‌شود. اساس عملکرد آن‌ها به گونه‌ای است که اگر انرژی یونیزاسیون ترکیب شیمیایی از انرژی یونیزاسیون فوتون‌های لامپ کمتر باشد الکترون آزاد می‌شود. الکترون‌های آزاد شده که معادل جریان هستند غلظت ترکیب شیمیایی را نشان می‌دهند.

از گازسنج یونیزاسیون نوری برای تشخیص و اندازه‌گیری طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی نظیر آروماتیک و آلکیل یدیدها، الفین‌ها، ترکیبات گوگرددار، آمین‌ها، کتون‌ها، اترها، آلکیل برمیدها، استرهای سیلیکاتی، استرهای آلی، الکل‌ها، آلدهیدها، کتون‌ها، هیدروژن سولفید، آمونیاک، فسفین و اسیدهای آلی استفاده می‌شود. نکته‌ای که می‌بایست در این رابطه به آن اشاره کرد این است که این نوع گازسنج نمی‌تواند اجزای هوا و هم‌چنین اسیدهای معدنی را تشخیص دهد.

 از مهم‌ترین مزایای گازسنج یونیزاسیون نوری می‌توان به حساسیت بالا و راحتی استفاده از آن‌ها اشاره کرد. در مقابل، یکی از مشکلات اصلی که با آن روبرو هستند عدم توانایی آن‌ها در اندازه‌گیری ترکیبات خاص است. به تازگی گازسنج‌های یونیزاسیون نوری به بازار معرفی شده‌اند که حاوی لوله‌های پیش فیلتر بوده و می‌توانند ترکیباتی مانند بنزن یا بوتادین را اندازه‌گیری کنند.

گازسنج‌های نقطه مادون قرمز

در گازسنج‌های نقطه مادون قرمز، یک پرتو از درون حجم مشخصی از یک گاز عبور داده می‌شود. در این حالت، طول موج‌های مشخصی از پرتو توسط اجزای گاز جذب می‌شود که این موضوع وابسته به ماهیت گاز است. برای مثال، کربن مونواکسید طول موج‌هایی در حدود 2/4 تا 5/4 میکرومتر را جذب می‌کند. برای اندازه‌گیری غلظت گاز، تفاوت انرژی بین دو طول موج یعنی طول موج اصلی و طول موج ضعیف شده اندازه‌گیری می‌شود.

از گازسنج‌های نقطه مادون قرمز برای تشخیص و اندازه‌گیری هیدروکربن‌ها و هم‌چنین ترکیباتی که در ناحیه مادون قرمز فعال هستند نظیر بخارآب و دی اکسیدکربن استفاده می‌شود. یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این نوع گازسنج این است که خاصیت سنجش از راه دور را دارد و می‌توان با استفاده از آن گازها را از راه دور تشخیص و اندازه‌گیری کرد و نیازی به قرارگیری درون نمونه گازی ندارد.

گازسنج‌های نقطه مادون قرمز معمولاً در تأسیسات تصفیه فاضلاب، پالایشگاه‌ها، توربین‌های گاز، کارخانجات مواد شیمیایی و سایر تأسیساتی که گازهای قابل اشتعال در آن‌ها وجود دارد و احتمال انفجار می‌رود کاربرد دارند.

گازسنج‌های تصویربرداری مادون قرمز

گازسنج‌های تصویربرداری مادون قرمز شامل دو نوع سیستم‌ فعال و غیرفعال می‌باشند. در سیستم فعال، اساس کار گازسنج‌های تصویربرداری مادون قرمز به این گونه است که یک لیزر را در سرتاسر میدان دید یک صحنه اسکن می‌کنند. پس از آن، به دنبال نور پراکنده شده در طول موج جذب گاز موردنظر می‌گردند. در سیستم غیرفعال، گازسنج‌های تصویربرداری مادون قرمز تغییرات طیفی را در هر پیکسل از یک تصویر اندازه‌گیری می‌کنند و به دنبال نشانه‌های طیفی خاصی می‌گردند که حضور گازهای هدف را نشان می‌دهد.

گازسنج‌های نیمه هادی

گازسنج‌های نیمه‌هادی به عنوان نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی نیز شناخته می‌شوند که دلیل این امر، استفاده از اکسیدهای فلزی برای ساخت آن‌هاست. زمانی که گاز در تماس با گازسنج قرار می‌گیرد یک واکنش شیمیایی اتفاق می‌افتد که این واکنش به تشخیص و اندازه‌گیری گاز منجر می‌شود.

شناخته‌شد‌ه‌ترین اکسید فلزی که برای ساخت گازسنج‌های نیمه هادی استفاده می‌شود، دی اکسید قلع است. زمانی که گاز هدف در تماس با گازسنج قرار می‌گیرد، مقاومت الکتریکی آن کاهش می‌یابد. برای مثال، مقاومت دی اکسید قلع در هوا به طور معمول 50 کیلو اهم می‌باشد. زمانی که این ماده در تماس با متان قرار می‌گیرد، مقاومت آن به 5/3 کیلواهم کاهش می‌یابد. تغییر ایجاد شده در مقاومت معادل غلظت گاز است.

از گازسنج نیمه هادی برای اندازه‌گیری هیدروژن، اکسیژن، بخار الکل و هم‌چنین گازهای مضر نظیر مونواکسید کربن، دی اکسید گوگرد، هیدروژن سولفید و آمونیاک استفاده می‌شود. یکی از متداول‌ترین کاربردهای این نوع گازسنج، حسگرهای گاز مونواکسید کربن است که از آن‌ها در ساخت حسگرهای تنفس استفاده می‌شود.

همان‌طور که پیشتر بیان شد، گازسنج‌های گازی مبتنی بر اکسید فلزی در سال 1990 به دنیا معرفی شدند و یکی از مهم‌ترین انواع گازسنج‌های ثابت یا محیطی هستند. اگرچه این نوع گازسنج همه کاره است، اما نسبت به رطوبت حساسیت دارند، که این موضوع ناشی از برهمکنش یون‌های هیدروکسیل با سطح اکسید است. برای کاهش این مشکل، تاکنون تلاش‌هایی با استفاده از بهینه سازی الگوریتمی انجام شده است.

گازسنج‌های اولتراسونیک

گازسنج‌های اولتراسونیک به خودی خود گازسنج نیستند؛ بدین معنی که قابلیت اندازه‌گیری غلظت گاز را ندارند و فقط می‌توانند نشتی گاز را تشخیص دهند. اساس کار گازسنج‌های اولتراسونیک مبتنی بر تشخیص تغییر اعمال شده در تشعشعات اکوستیک یک گاز هنگام ورود آن به یک محیط است.

گازسنج‌های اولتراسونیک عمدتاً برای سنجش از راه دور گازها در محیط‌های بیرونی نظیر سکوهای نفت یا گاز در دریا و یا خشکی، ایستگاه‌های کمپرسور، نیروگاه‌های توربین گاز و تأسیساتی که تعداد زیادی خطوط لوله در فضای باز در خود جای داده‌اند کاربرد دارند.

گازسنج‌های هالوگرافیکی

گازسنج‌های هولوگرافیکی از بازتاب نور برای تشخیص تغییرات در یک ماتریکس فیلم پلیمری حاوی هولوگرام استفاده می‌کنند. هولوگرام‌ها نور را در طول موج‌های خاصی منعکس می‌کنند، بنابراین تغییر در ترکیب آن‌ها می‌تواند بازتاب رنگارنگی ایجاد کند که نشان دهنده حضور یک مولکول گاز است. با این وجود، گازسنج‌های هولوگرافیکی نیاز به منابع روشنایی از قبیل نور سفید و یا لیزرها دارند.

گازسنج‌های ثابت: ابزاری با گونه‌های متنوع

در این مطلب، تمام تلاش‌ها بر آن بود تا اطلاعات جامعی پیرامون مدل‌های مختلف دستگاه گازسنجی ثابت در اختیار شما قرار دهیم. همانطور که در این مقاله متوجه شدیم، این ابزار براساس نوع عملکرد به 5 دسته طبقه‌بندی می‌شود که هریک برای کاربردی خاص طراحی شده است. همچنین، فهمیدیم نوع سنسوری که در دستگاه استفاده می‌شود متفاوت بوده که براساس مکانیسمی خاص نوع و غلظت گاز را تشخیص می‌دهد.

اگر پیرامون این موضوع اطلاعاتی دارید می‌توانید با به اشتراک گذاشتن آن با ما به هرچه بهتر کردن مطلب کمک کنید. علاوه بر آن، می‌توانید سؤالات خود را از طریق قسمت بیان دیدگاه‌ها با ما مطرح کنید تا در کوتاه‌ترین زمان به آن‌ها پاسخ دهیم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *