آشکار کننده گاز چیست؟

یک آشکار کننده گاز (گازسنج) قابل احتراق دستگاهی است که برای تشخیص حضور گازهای قابل احتراق، قابل اشتعال، سمی و اکسیژن در یک منطقه استفاده می شود. آنها معمولا در محیط های صنعتی استفاده می شود تا نشت گاز یا انباشت گاز را قبل از رسیدن به سطح انفجاری، شناسایی کنند.

چگونه آشکارسازهای گاز قابل احتراق کار می کنند؟

با استفاده از سنسورهای مادون قرمز، التراسونیک، الکتروشیمیایی یا نیمه هادی، یک آشکار کننده گاز (گازسنج) قابل احتراق برای اندازه گیری غلظت برخی گازها در یک منطقه مشخص استفاده می شود.  آشکار کننده گاز (گازسنج) غلظت یک گاز مشخص را اندازه گیری می کند و آن را به یک نقطه مرجع یا مقیاس مقایسه می کند. اگر پاسخ سنسور از سطح پیش تعیین شده پیشی بگیرد، یک زنگ هشدار، نور یا ترکیبی از سیگنال ها(دیداری ، شنیداری و ویبره )  به کاربر هشدار می دهد.

دو دسته از آشکارسازهای گاز قابل احتراق وجود دارد: منفعل و فعال

1- منفعل

الکتروکاتالیتیک (مهره های کاتالیزوری) شایع ترین نوع فن آوری آشکار کننده گاز (گازسنج) قابل احتراق است. آنها بیش از 30 سال بوده اند و به طور گسترده ای در صنایع مختلف به عنوان یک آشکارساز تک نقطه برای گازهای قابل احتراق مانند هیدروکربن استفاده می شوند. آنها بر اساس اصل نسبتا ساده و قابل اعتماد عمل می کنند که یک گاز قابل احتراق می تواند تولید گرما بکند. تغییر دما را می توان از طریق یک مدار پل وتستون ( Wheatsone Bridge)  استاندارد به یک سیگنال حسگر تبدیل کرد. سپس این سیگنال می تواند برای فعال کردن آلارم ها اقدام پیشگیرانه آتش را آغاز کند.

2- فعال

یک روش جایگزین برای اندازه گیری غلظت گاز بر اساس جذب تابش مادون قرمز (IR) در طول موج های خاص است که از بین حجم گاز عبور می کند. دستگاه هایی که از این تکنولوژی استفاده می کنند دارای یک منبع نور و یک آشکارساز نور هستند و شدت نور را در دو طول موج خاص، یکی در طول موج جذب (فعال) و یک بیرون از طول موج جذب (مرجع) اندازه گیری می کنند. اگر حجم گاز بین منبع و آشکارساز عبور کند، مقدار نور در طول موج فعال در آشکارساز کاهش می یابد، در حالی که مقدار نور در طول موج مرجع بدون تغییر باقی می ماند. همانند آشکارسازهای کاتالیزوری، غلظت گاز از اختلاف نسبی بین دو سیگنال تعیین می شود.

این دستگاه ها فعال هستند از آنجا که یک منبع اهرم یک سیگنال را چند بار در ثانیه منتشر می کند، و مقدار انرژی که در معرض آشکارساز قرار می گیرد به عنوان یک مقدار فعال غلظت گاز در آن لحظه عمل می کند. هرگونه خرابی منبع یا آشکارساز، یا انسداد سیگنال توسط خاک، بلافاصله به عنوان یک سوء عملکرد یا اختلال  تشخیص داده می شود.  آشکارسازهای گاز IR می تواند برای “نقطه” (محل تک) و یا “مسیر باز” (خط چشم) برنامه های کاربردی استفاده می شود.

گازهای صنعتی قابل اشتعال

یک گاز قابل اشتعال است که می تواند در هنگام تماس با گرما یا شعله وارد شود. در اینجا انواع مختلفی از گازهای قابل اشتعال وجود دارد:

• استیلن: گاز بی رنگ و بی بو در حالت خالص آن و سبکتر از هوا است. LFL پایین (حد پایین آمدن اشتعال پذیری) و دامنه اشتعال پذیری فوق العاده آن را بسیار آسان می کند.
• آمونیاک: گاز بی رنگ، قلیایی و سمی است که در بسیاری از کاربردهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرد. مانند استیلن نیز از هوا سبک تر است. این LFL بالا و دامنه قابل اشتعال باریک است.
• هیدروژن: یک گاز بسیار سبک با گستردگی قابل اشتعال و انفجار. الکتریسیته ساکن در صورت نشتی ممکن است این گاز را گاز بگیرد.
• گازهای روغنی (LPG): گازهای با فشار کم، گازهای مایع شده؛ شایع ترین آنها بوتان و پروپان است.

مناطقی که از آشکارسازهای گاز قابل احتراق استفاده می کنند

• خانه
• مراکز جوش
• گیاهان هسته ای
• گیاهان تصفیه فاضلاب
• فضاهای تنگ مانند: مخازن، چاله ها، مخازن و مخازن ذخیره سازی

منبع: Fundamentals of Combustible Gas Detection, Budget Propane, Thomasnet

تولید ماده اطفای حریق با قابلیت خاموش‌کنندگی ۱۰ برابری نسبت به آب/ رفع محدودیت‌های مواد موجود

محققان پارک علم‌وفناوری البرز با استفاده از مواد معدنی و حذف محدودیت‌های مواد خاموش‌کننده موجود، ماده‌ای در حالت کف تولید کردند که برای اطفای حریق ناشی از موادنفتی، گاز، کاغذ و پلاستیک قابل استفاده است و به گفته آن‌ها برخلاف سایر مواد اطفای آتش، قابلیت‌های آن در ارتفاعات بالای ۱۰۰ متر آتش نیز کاهش نمی‌یابد.

حمید گروسی، مجری طرح در گفت‌وگو با خبرنگار ایسنا با بیان اینکه در این پروژه تحقیقاتی تلاش کردیم قوی‌ترین دستگاه و مواد آتش‌نشانی را برای اطفای حریق عرضه کنیم، گفت: برای این منظور در این طرح، ۳ ماده “آب”، “کف آتش‌نشانی” و “پودر” در دستگاهی مخلوط شدند و یک ترکیب جدید به دست آوردیم.

وی ادامه داد: این ترکیب جدید زمانی که بر روی آتش پاشیده می‌شود، ۳ ضلع مثلث را در لحظه قطع می‌کند و موجب خاموش شدن آتش می‌شود، به طوری که بعد از خاموش شدن آتش می‌توان به ماده سوختی دست زد.

گروسی مواد مورد استفاده در این ترکیب را مواد معدنی و ارزان قیمت دانست که در داخل کشور قابل تولید است.

مجری طرح با تاکید بر اینکه ترکیب اطفای حریق تولیدشده برای همه انواع آتش قابل استفاده است، خاطرنشان کرد: یکی از نقص‌هایی که در مواد و دستگاه‌های آتش‌نشانی در گذشته وجود داشت،  محدودیت کاربرد آنها بوده است؛ به گونه‌ای که از “پودر” آتش‌نشانی برای مراحل اولیه آتش استفاده می‌شود و در صورتی که ارتفاع آتش از یک متر به دو متر و بیشتر افزایش یابد، این پودر کارایی خود را از دست خواهد داد.

وی با بیان اینکه “پودر” آتش‌نشانی برای اطفای اجسام خشک مواد نفتی کاربرد دارد، ادامه داد: “آب” نیز برای اطفای اجسام خشک مانند چوب، کاغذ و پلاستیک قابل کاربرد است، ولی محدودیت آن این است که با افزایش فشار آب سازه‌ها خراب می‌شوند؛ اتفاقی که در حادثه پلاسکو رخ داد و موجب ریزش آن شد.

این محقق با بیان اینکه آب برای آتش‌سوزی‌های در درجات حرارتی بالا قابل استفاده نیست و بخار می‌شود، یادآور شد: برای مایعات نفتی از خاموش‌کننده “کف” استفاده می‌شود. کف آتش‌نشانی در آتش‌سوزی‌های در حدود ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد پاسخگو است و بیشتر از این دما قابل بهره‌برداری نیست.

گروسی ادامه داد: این در حالی است که در این پروژه تحقیقاتی ما به فرمولاسیون ترکیباتی دست یافتیم که در هر درجه حرارتی آتش‌سوزی ناشی از هر ۴ نوع سوخت “چوب”، “کاغذ”، “نفت” و “گاز” قابل استفاده است، در حالی که “آب” را هیچگاه نمی‌توان برای مواد نفتی استفاده کرد.

وی به تجربه کشور در حادثه آتش‌سوزی پلاسکو اشاره کرد و گفت: در این حادثه تصور بر این بود که در ساختمان پلاسکو تنها اجسام خشک وجود دارد، در صورتی که مواد آتش‌زایی چون مواد نفتی و کپسول گاز نیز در آن وجود داشت و این حادثه شامل همه مواد سوختی A، B و C بوده است که نیاز به انواع اطفا کننده حریق بود.

گروسی ادامه داد: مواد تولید شده در این تحقیق قادر به اطفای اغلب مواد آتش‌زا است.

مجری طرح، کم بودن چگالی ماده اطفای حریق نسبت به آب را از جمله مزایای این دستاورد علمی نام برد و اظهار کرد: زمانی که از آب برای اطفای حریق در یک سازه استفاده شود، هزار لیتر آب معادل هزار کیلوگرم می‌شود؛ ولی هزار لیتر این ماده معادل ۵۰۰ کیلوگرم است.

وی خاصیت اطفا کنندگی این ماده را نسبت به آب ۱۰ برابر دانست و ادامه داد: علاوه بر آن تجهیزات مورد استفاده برای آن ساده و دستگاه قابل شارژ است و لزومی ندارد برای شارژ کردن آن به مرکز خاصی منتقل شود. در صورتی که مواد اولیه در محل موجود باشد، به راحتی می‌توان ده‌ها بار دستگاه را شارژ کرد.

گروسی با تاکید بر اینکه دستگاه مواد اطفاکننده حریق به گونه‌ای طراحی شده است که نیاز به “سرنازل” ندارد، افزود: سرنازل به منظور تشکیل کف مورد استفاده قرار می‌گیرد که در این طرح نیاز به سر نازل نیست، بلکه حتی با شلنگ‌های عادی می‌توان آتش را خاموش کرد و نیازی به تنظیم سرنازل نیست.

وی با بیان اینکه محصول تولید شده به حالت “کف” تولید شده است، ادامه داد: در اطراف حباب‌های عادی مایع است که در صورت برخورد با جسم دیگر می‌ترکند؛ ولی در اطراف حباب‌های این ماده، کمپلکسی ایجاد شده است که اطراف دیواره آن از پودر تشکیل شده؛ از این رو در دماهای بالای ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد نمی‌شکند.

مجری طرح اطراف حباب‌های این ماده را متشکل از پودر دانست و افزود: از این رو از این ماده می‌توان برای آتش‌سوزی‌های تا دمای ۲ هزار درجه سانتی‌گراد استفاده کرد و این امر از دیگر مزیت‌های این مواد به شمار می‌رود.

گروسی همچنین در پاسخ به این سوال که این ماده در چه ارتفاعی قادر به اطفای حریق است، توضیح داد: در صورتی که ارتفاع آتش بیشتر از ۱۰۰ متر باشد، “آب” و مواد اطفای حریق پرتاب شده از دستگاه‌ها و خودروهای آتش‌نشانی تبدیل به پودر می‌شود که در این صورت حباب‌های ناشی از کف آتش‌نشانی و آب در این ارتفاع توسط باد از آتش دور می‌شود و به آتش نمی‌رسد و تنها اطراف را خنک می‌کند تا از گسترش آتش جلوگیری شود.

به گزارش ایسنا این طرح در مرحله اخذ سطح ۲ اختراعات است و محقق این طرح به دنبال سرمایه‌گذار برای تولید این محصول دانش‌بنیان است.

منبع: ایسنا