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VentisPro5+PID传感器应用于应急响应

发布日期:2022-10-21阅读次数:198

PID传感器在消防、市政、应急响应以及需要快速确认大气环境中是否存在挥发性有机化合物(VOC)或定位泄漏源的各行业中发挥着关键作用。
使用PID传感器之前,必须了解它的工作原理,以便更好地使用传感器。闲话少说,我们来简单了解一下PID传感器工作的化学和物理原理。

PID传感器针对的是分子水平的气体,而分子是一组通过化学键连接在一起的原子。这些化学键的强度称为分子的电离电势(IP),单位为电子伏特(eV)。几乎所有气体的物理性质描述都包括这个参数。例如,丙烷的IP为11.07eV。氨的IP是10.2eV,而甲苯的IP是8.82eV。

这一参数非常重要,因为IP将决定PID传感器能否检测到大气环境中的对应气体。

那么,PID传感器是如何检测挥发性有机物的?PID传感器包含一个紫外线(UV)灯,可通过光子释放出一定能量。如果这种能量足够强大,可撕裂暴露在外面的分子化学键,从而依次分离该分子的原子并将它们转化为带正电的离子。同时排出电子(副产品)。通过上述过程,紫外线灯通过其光子的能量将分子电离。这种链式反应有一个恰如其分的名称 - 光离子化。

PID传感器还包含一组正负电极。众所周知:异性相吸,所以正电极吸引电子(带负电),负电极吸引带正电的离子(又称为质子)。如此可产生一个小电流,气体检测仪可增强这个小电流并转化为ppm(百万分之一)读数。

因此,关键是确定PID灯的能量,以便确定能够检测的气体范围。英思科PID传感器使用10.6 eV的灯,所以可检测所有IP不超过10.6 eV的气体。
PID传感器的标定

与其他气体传感器一样,定期标定是确保PID传感器能够准确读数的关键。但是,对于不是专门针对单一目标气体的PID传感器,使用什么气体进行标定?异丁烯是首要选择,原因有二:

1.低浓度异丁烯没有毒性或可燃性。

2.对于大多数挥发性有机物,异丁烯的IP值居中。也就是说,经过异丁烯气体标定的PID气体检测仪接触到IP不超过10.6e的挥发性有机物或化合物之后,会将该气体的浓度理解为异丁烯气体的浓度。


将气体检测仪的读数乘以目标气体的相应系数(RF),即可确定触发读数的实际气体的真实浓度。通过英思科PID传感器,可对气体检测仪进行预先设置,以便自动应用目标气体的RF,从而免除用户自行计算。

PID传感器的使用

PID传感器能够检测的气体范围非常广,大多数气体都能够通过PID传感器进行检测。请注意,PID传感器可电离所有能够电离的气体,从而得出一个关于所有这些气体的单一累积读数。请勿将这些读数分开,也不能对这些读数进行过滤或筛选。他们只能通过读数确定该大气环境中是否存在某种气体,并定位气体泄漏源。
 
PID传感器的应用实例
一家制造厂在生产过程中使用大量的甲苯作为溶剂。工作人员已闻到异常强烈的异味。他们怀疑出现甲苯泄漏的现象。立即疏散该区域,部署现场应急响应小组以控制泄漏,通知当地消防部门的危险品处理小组协助设置安全区、过渡区和危险区,并用他们的PID检测仪定位泄漏源。

如前所述,甲苯的IP值只有8.82eV,所以英思科PID传感器能够检测到。危化品处理小组带着一些Ventis Pro5多气体检测仪,其中配置了多个传感器,包括一个已通过异丁烯气体校准的PID。考虑到目前的紧急情况,他们决定不在检测仪上直接设置甲苯响应系数。已知甲苯气体的RF值为x0.56,所以如果PID传感器显示读数为100ppm,则表示大气环境中甲苯的含量大约为100x 0.56 = 56ppm。这一实例中,可将响应系数四舍五入为气体检测仪读数的一半,从而简化数学计算。

 

危化品处理小组到达后,现场应急响应小组已经成功控制了泄漏。危化品处理小组可直接划分相关区域。PID传感器具有实时响应的特性。所以他们能够很容易确定自己是在接近还是远离泄漏源。危险品处理小组在该区域走动时,密切关注Ventis Pro5检测仪PID传感器的读数。由于他们仪器的读数突然飙升,从而迅速确定了危险区。事实上,PID传感器已超出量程。这表明读数超过了2000 ppm,也就是说该区域的甲苯含量超过1120 ppm。


现在需要另一种关键传感器:超低功率(ULP)碳氢化合物(HC)红外传感器。简单地说,这种传感器使用红外技术来检测大气环境中是否存在碳氢化合物。测量范围0至100%的LEL,可确定该区域是否存在燃烧风险,其作用与传统催化燃烧传感器类似。ULP HC红外传感器的优势在于,低功耗延长了检测仪电池的使用时间,使Ventis Pro5能够同时配备PID和红外传感器。即使经常接触过高浓度的环境、有毒物质和抑制剂环境,也不会损坏。

 

回到泄漏现场,他们进一步进入危险区,ULP HC红外传感器读数上升至100% LEL。这个读数也已超出量程,表明他们一定是在接近泄露源。而就在这里,沿着甲苯管道底部,有一个部位出现破裂 - 显然是过度腐蚀的结果。


由于使用的是Ventis Pro5检测仪,危化品处理小组可通过LENS 无线共享数据,能够在自己的检测仪上实时看到同伴的读数。他们通知应急响应小组出发处理泄漏问题。


剩余的尚未消散的甲苯蒸气会变成什么?危化品处理小组部署了移动式Radius BZ1区域监测仪,该监测仪不仅配备PID传感器,而且与Ventis Pro5个人检测仪一样具有LENS 无线功能,能够确保现场所有PID检测仪之间实现点到点通信。


考虑到风向,他们颇具策略地放置了移动式检测仪,以便持续追踪所有区域的甲苯水平。应急响应小组还使用了Ventis Pro5检测仪,直到危化品处理小组将大气环境完全清理完毕。如果其中任意一台移动式检测仪发出报警,佩戴Ventis Pro5的人员就可通过LENS无线功能立即得到通知。事实上,他们将能够获得所有Radius BZ1区域检测仪和Ventis Pro5气体检测仪的当前现场气体读数。


最后的收尾工作,危化品处理小组放置了几个RGX网关,将设备数据直接发送至云端,以便进行远程实时监控。现在应急响应小组和控制中心可通过浏览器监测现场所有气体检测仪的实时读数,无论他们距离现场多远,都能收到实时警报。


问题完全解决之后,消防部门将收回设备,为下一次任务做好准备。此次经历后,该制造厂很可能会选择自行配备PID气体检测仪,以便应对类似情况。


该实例正好说明了PID传感器的使用方法。同时体现出PID这样久经考验的传感器是如何与时俱进的,以及如何适应互联安全的发展趋势。