Détecteurs de gaz toxiques utilisés dans les environnements industriels
Les capteurs de gaz peuvent être classés en trois catégories principales en fonction de leurs principes :
Capteurs de gaz utilisant des propriétés physiques et chimiques, telles que des semi-conducteurs (contrôlés en surface, contrôlés en volume, basés sur le potentiel de surface), basés sur la combustion catalytique, basés sur la conductivité thermique solide, etc. Capteurs de gaz utilisant des propriétés physiques telles que la conductivité thermique, les interférences optiques, l'absorption infrarouge. , etc. Capteurs de gaz utilisant des propriétés électrochimiques, telles que l'électrolyse à potentiel constant, la cellule galvanique, l'électrode ionique à diaphragme, l'électrolyte fixe, etc. Selon les dangers, nous classons les gaz toxiques et nocifs en deux catégories : les gaz combustibles et les gaz toxiques. En raison de leurs différentes propriétés et dangers, leurs méthodes de détection varient également.
Les gaz combustibles sont les gaz dangereux les plus courants rencontrés dans les milieux industriels tels que la pétrochimie. Il s'agit principalement de gaz organiques comme les alcanes et de certains gaz inorganiques comme le monoxyde de carbone. L'explosion de gaz combustibles doit répondre à certaines conditions, qui sont : une certaine concentration de gaz combustible, une certaine quantité d'oxygène, et une source de feu avec suffisamment de chaleur pour les enflammer, une sonde capteur d'humidité, un tube chauffant électrique en acier inoxydable, un capteur PT100, une électrovanne fluide, un chauffage en fonte d'aluminium et un serpentin de chauffage. Ce sont les trois éléments de l’explosion (comme le montre le triangle d’explosion dans la figure de gauche ci-dessus) qui sont indispensables. En d’autres termes, l’absence de l’une de ces conditions ne provoquera ni incendie ni explosion. Lorsque des gaz combustibles (vapeur, poussière) et de l'oxygène se mélangent et atteignent une certaine concentration, ils explosent lorsqu'ils sont exposés à une source d'incendie à une certaine température. On appelle la concentration à laquelle les gaz combustibles explosent lorsqu'ils sont exposés à une source d'incendie la limite de concentration explosive, en abrégé limite d'explosivité, qui est généralement exprimée en %.
En fait, ce mélange n’explose pas nécessairement quel que soit le rapport de mélange et nécessite une plage de concentration. La zone ombrée illustrée dans la figure de droite ci-dessus. Lorsque la concentration de gaz combustible est inférieure à LIE (* limite d'explosivité basse) (concentration de gaz combustible insuffisante) et supérieure à UEL (* limite d'explosivité élevée) (oxygène insuffisant), aucune explosion ne se produit. Les LIE et UEL des différents gaz combustibles sont différentes (voir l'introduction dans le huitième numéro), ce qui doit être pris en compte lors de l'étalonnage des instruments. Par souci de * *, nous devrions généralement émettre une alarme lorsque la concentration de gaz combustible est comprise entre 10 % et 20 % de la LIE, où l'on parle de 10 % LIE. Faites une alerte d'avertissement, tandis qu'une LIE de 20 % est appelée une alerte de danger. C'est pourquoi nous appelons le détecteur de gaz combustible détecteur LIE. Il est à noter que le 100 % affiché sur le détecteur LIE n'indique pas que la concentration de gaz combustible atteint 100 % du volume de gaz, mais atteint plutôt 100 % de LIE, ce qui équivaut à la limite inférieure d'explosivité du gaz combustible. S'il s'agit de méthane, 100 % LIE=4 % de concentration volumique (VOL). En fonctionnement, le détecteur qui mesure ces gaz en mode LIE est un détecteur à combustion catalytique courant.
Son principe est une centrale de détection à pont bidirectionnel (généralement appelé pont de Wheatstone). Un matériau de combustion catalytique est appliqué sur l'un des ponts en fil de platine. Quel que soit le type de gaz inflammable, tant qu'il peut être enflammé par l'électrode, la résistance du pont en fil de platine changera en raison des changements de température. Ce changement de résistance est proportionnel à la concentration du gaz inflammable. La concentration du gaz inflammable peut être calculée via le système de circuit et le microprocesseur de l'instrument.
