ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΕΡΙΩΝ

Η όλο και μεγαλύτερη χρήση αερίων (υγραερίου ή φυσικού αερίου) σε οικιακές χρήσεις αλλά και η βιομηχανική χρήση εύφλεκτων ή τοξικών αερίων δημιουργεί την ανάγκη ανίχνευσης πιθανών διαρροών τους. Σ’ αυτόν τον σύντομο οδηγό θα περιγράψουμε τη συμπεριφορά και τα βασικά χαρακτηριστικά των κυριότερων αερίων ώστε να μπορεί κάποιος να σχεδιάσει σωστά μια εγκατάσταση ανίχνευσής τους.

Ιδιότητες των αερίων.

Στην επιστήμη της φυσικής αέρια ονομάζονται οι ουσίες χωρίς συγκεκριμένο όγκο αλλά και  χωρίς καθορισμένο σχήμα.

Τα αέρια αποτελούν μία από τις τρεις καταστάσεις της ύλης.

Τα σωματίδια (άτομα, μόρια, ιόντα) που συγκροτούν τα αέρια είναι πολύ αραιά κατανεμημένα στο χώρο, σε σχέση με εκείνα των υγρών, πολύ δε περισσότερο των στερεών. Οι μεταξύ τους ελκτικές δυνάμεις είναι πολύ ασθενείς ώστε να συγκρατούν αυτά σε καθορισμένες θέσεις, με αποτέλεσμα να κινούνται προς διάφορες κατευθύνσεις. Αυτός είναι και ο λόγος που τα αέρια δεν έχουν καθορισμένο σχήμα και όγκο αλλά τείνουν να καλύψουν όλο το διαθέσιμο χώρο.

Κατηγορίες αερίων.

Τα αέρια που συνήθως καλούμαστε να ανιχνεύσουμε τα χωρίζουμε σε δύο γενικές κατηγορίες, εκρηκτικά και τοξικά.

Εκρηκτικά είναι τα αέρια που, από ένα σημείο συγκέντρωσης και πάνω, δημιουργούν εκρηκτικό μίγμα με τον αέρα.

Τοξικά είναι τα αέρια που, όταν διαρρεύσουν, μπορούν να προκαλέσουν βλάβες σε ζωντανούς οργανισμούς.

Γενικά τα τοξικά αέρια είναι πιό επικίνδυνα και πρέπει να τα ανιχνεύσουμε σε πολύ μικρότερες συγκεντρώσεις από ότι τα εκρηκτικά.

Εκρηκτικά αέρια.

Σε περίπτωση που το αέριο που θέλουμε να ανιχνεύσουμε είναι εκρηκτικό το βασικό  χαρακτηριστικό που μας ενδιαφέρει είναι το χαμηλότερο σημείο εκρηκτικότητας

(L.E.L. από το Lower Explosion Limit) και είναι η περιεκτικότητα του αερίου στο μίγμα αερίου­αέρα πάνω από την οποία το μίγμα γίνεται εύφλεκτο­εκρηκτικό. Αν το αέριο φτάσει  και ξεπεράσει αυτό το όριο, οποιαδήποτε φλόγα, σπινθήρας, ηλεκτροστατική εκκένωση ή και θερμό σώμα μπορεί να προκαλέσει ανάφλεξη-έκρηξη.

Κάθε αέριο έχει διαφορετικό L.E.L. Στον πίνακα που ακολουθεί υπάρχουν τα πιο συνηθισμένα εκρηκτικά αέρια και το χαμηλότερο σημείο εκρηκτικότητάς τους.

Τοξικά αέρια.

Σε περίπτωση που το αέριο που θέλουμε να ανιχνεύσουμε είναι τοξικό, πρέπει να ληφθούν υπ’ όψιν διάφορες παράμετροι που έχουν σχέση με την τοξικότητα

 και επικινδυνότητα των, προς ανίχνευση, αερίων. Αυτοί έχουν σχέση με το ίδιο το αέριο αλλά και με το χρόνο τον οποίο μπορούν να εκτεθούν οι άνθρωποι (εξαρτάται από τη χρήση του χώρου και την μόνιμη ή περιστασιακή παρουσία ανθρώπων εκεί).

Τα κυριότερα χαρακτηριστικά των τοξικών αερίων είναι :

T.W.A. Είναι η μέγιστη μέση περιεκτικότητα αερίου στον αέρα κατα τη διάρκεια ενός οκταώρου (48 ώρες την εβδομάδα).

S.T.E.L. Είναιη μέγιστη περιεκτικότητα αερίου στον αέρα στην οποία μπορεί να εκτεθεί κάποιος άνθρωπος χωρίς σοβαρές και μόνιμες βλάβες στην υγεία του για μικρό χρονικό διάστημα (μέγιστο 15 λεπτά). Οι δύο παραπάνω έννοιες εκφράζονται σε ppm ή mg/L (μικρογραμμάρια ανά λίτρο αέρα) ή mg/m3 (μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο αέρα). Παρακάτω ακολουθεί πίνακας με τα κυριότερα τοξικά αέρια και τις τιμές T.W.A. και S.T.E.L. για το καθένα.

ΤΥΠΟΙ ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ

Τους ανιχνευτές τους χωρίζουμε σε κατηγορίες ανάλογα με τον τύπο της εξόδου τους, τον τύπο του αισθητηρίου και το περιβάλλον για το οποίο έχουν φτιαχτεί να

λειτουργούν. Οι ανιχνευτές που λειτουργούν αυτόνομα και εκείνοι που συνεργάζονται με συμβατικούς πίνακες πυρανίχνευσης έχουν σαν έξοδο επαφή ρελέ που ενεργοποιείται σε προρυθμισμένη συγκέντρωση αερίου. Αυτοί που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις έχουν αναλογική έξοδο (4-20mA) και συνεργάζονται μόνο με ειδικούς πίνακες που διαθέτουν τις ανάλογες εισόδους. Οι τύποι των αισθητηρίων που χρησιμοποιούνται στους ανιχνευτές αερίων είναι:

Καταλυτικοί.

Χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση εκρηκτικών αερίων (σε συγκεντρώσεις που μετριούνται σε %L.E.L.). Η διάρκεια ζωής τους είναι συνήθως 5 χρόνια. Σταδιακά χάνουν την ευαισθησία τους (με ρυθμό περίπου 5% ανά έτος) γι’ αυτό και χρειάζονται περιοδική αναβαθμονόμιση 1 έως 2 φορές ανά έτος.

Ηλεκτροχημικοί.

Χρησιμοποιούνται συνήθως για την ανίχνευση τοξικών αερίων σε μικρές συγκεντρώσεις (συγκεντρώσεις που μετριούνται σε ppm). Η διάρκεια ζωής τους είναι 2 έως 3 χρόνια. Η ευαισθησία τους επηρεάζεται από την υγρασία και την χαμηλή θερμοκρασία γι’ αυτό και χρειάζονται περιοδική αναβαθμονόμιση 1 έως 2 φορές ανά έτος.

Υπέρυθροι.

Χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση αερίων που δεν μπορούν να ανιχνευτούν με τους άλλους ανιχνευτές (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα).

Έχουν υψηλότερο κόστος αλλά και πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους άλλους δύο τύπους τα κυριότερα από τα οποία είναι:

- Δεν επηρεάζονται από υγρασία και θερμοκρασία περιβάλλοντος.

- Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση πολύ μικρής ή μεγάλης συγκέντρωσης του ίδιου αερίου.

- Δεν επηρεάζεται η ευαισθησία τους αν βρεθούν ξαφνικά σε πολύ μεγάλη συγκέντρωση του αερίου

- Δεν “δηλητηριάζονται” από αέρια που προκαλούν μόνιμη βλάβη στους άλλους δύο τύπους.

- Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση περισότερων από ένα αέρια ταυτόχρονα.