Cảm biến khí gas – CH4 – NO2 – LPG – Oxygen ra 4-20ma – Rs485

Cảm biến báo rò rỉ khí là gì ? Tại sao lại sử dụng các loại cảm biến đo khí gas, co2, oxygen, hf, lpg….. ? Đối với môi trường này thì khi nào sử dụng cảm biến báo rò rỉ khí tiêu chuẩn Atex phòng nổ ?

Lợi ích của việc ứng dụng cảm biến báo rò rỉ khí gas là gì ? Để xây dựng một hệ thống cảm biến khí trong nhà máy sản xuất cần chi phí bao nhiêu ? Lắp đặt cảm biến rò rỉ khí ra sao……

Cảm biến báo rò rỉ khí là gì

Cảm biến báo rò rỉ khí là một thiết bị đo khí vô cùng và cực kỳ quan trọng được lắp đặt giám sát các loại khí tại khu vực chứa khí gas, co2, o2, oxygen, HF, metan ch4, no2, lpg….Cho output đầu ra là điện analog 4-20ma 0-10v hoặc modbus rs485

Đối với các khu vực sản xuất chứa các loại khí trên thì việc xây dựng một một hệ thống báo rò rỉ khí là bắt buộc theo tiêu chuẩn sản xuất; và là sự bảo vệ an toàn cho nhà máy cùng với lượng công nhân điều hành sản xuất

Loại cảm biến báo rò rỉ khí gas đóng 2 vai trò quan trọng:

• Thấy khí bị rò rỉ trên các đường ống, đầu van….Là thực hiện công tác báo rò rỉ để người dùng kịp thời xử lý
• Trong thời gian chờ xử lý thì loại thiết bị báo rò rỉ này còn giám sát được mật độ khí bị rò rỉ là bao nhiêu

Cho nên cảm biến báo rò rỉ khí gas còn có tên gọi là cảm biến đo khí gas

Ưu điểm của cảm biến phát hiện rò rỉ khí 

• Tốc độ truyền tín hiệu báo rò rỉ khí nhanh
• Lưu trữ thông tin lượng khí đang rò rỉ ra bên ngoài

• Cảm biến khí gas có những option chịu nhiệt độ cao max 150 oC
• Ngoài ra; cảm biến phát hiện rò rỉ khí gas và các loại khí dễ cháy khác cho đầu ra output 4-20ma loại 2 dây; 3 dây kết hợp option cách ly chống nhiễu phòng nổ, hoặc đầu ra output dạng mV, rs485, rs232

Tại sao rò rỉ khí gas gây cháy nổ

3 nhân tố tạo nên một điều kiện cháy nổ trong hệ thống sản xuất công nghiệp:

• Lửa ( Tàn thuốc; bật lửa, tia lửa điện phát ra từ thiết bị do chập chờn điện….)
• Oxy hoà trong không khí
• Khí gas, khí CH4, Khí LPG…..

Bình thường lửa tác động vào lượng oxy nhỏ trong không khí thì hoàn toàn không gây cháy. Nhưng nếu có những tác nhân khí liệt kê phía trên bị rò rỉ ra ngoài chắc chắn 100% gây cháy nổ

Anh em không nên hiểu lầm vấn đề khí thoát ra gây cháy nổ mà bản thân mỗi loại khí đều được liệt kê theo các mức giới hạn LEL và UEL

Vậy LEL  là gì và UEL là gì ?

LEL tên chuẩn tiếng anh là Lower Explosive Limit có nghĩa đây là mức giới hạn dưới gây nên tình trạng cháy nổ

UEL tên tiếng anh gọi là Upper explossive Limit  có nghĩa mức giới hạn trên gây cháy nổ

Vậy lượng khí rò rỉ nằm giữa 2 tiêu điểm LEL và UEL sẽ như thế nào ?

Xin thưa đây chính là khoảng không gian gây mức độ chảy nổ mạnh mẽ nhất trong các giới hạn gây nổ trên

Giới hạn LEL và UEL của một số khí

Dưới đây là một vài giới hạn gây nổ của những loại khí thông dụng trong công nghiệp bạn cần biết để ứng dụng cảm biến phát hiện rò rỉ khí cho đúng cách

• Khí Methane (CH4) ngưỡng cháy nổ 4,4 – 17%
• Khí LPG ngưỡng cháy nổ 2-10%
• Nitrogen dioxide (NO2) ngưỡng cháy nổ 1*1 – 1*1 %
• Hydrogen fluoride (HF) ngưỡng cháy nổ 1,8-3%
• Hydrogen (H2) dao động ngưỡng cháy nổ 4-77% ( LEL: 4% | UEL: 77% )
• Khí Carbon dioxide (CO2) có LEL: 0.5% | UEL: 1.5%
• Khí Carbon monoxide (CO) LEL: 30% | UEL: 200%
• Khí Acetylene ( C2H2 ) LEL: 2,3% | UEL: 100%

Tầm quan trọng của cảm biến đo khí gas

Các con cảm biến đo khí và phát hiện rò rỉ khí ra bên ngoài môi trường; được thiết kế lắp đặt cố định tại các vị trí cần giám sát điều hành khí gas

Loại thiết bị báo rò rỉ khí hoạt động liên tục với tín hiệu ra tuyến tính tương ứng 4-20ma hoặc rs485 thể hiện lượng khí đang rò rỉ. Bên cạnh đó; chúng còn cảnh báo để người lao động gần đó kịp thời sơ tán để tìm biến pháp xử lý

Việc sơ tán người lao động từ cảm biến đo khí phát ra giúp tránh tình trạng bị nhiễm khí độc; bị ngạt thở do khí; hoặc hệ thống sẽ bị cháy nổ nếu không kịp thời xử lý đối với các loại khí dễ cháy như metan ch4, o2…

Ví dụ: Để xây dựng một hệ thống truyền dẫn khí nó lên tới cả mấy chục tỷ nhưng nếu khí gas hay khí metan ch4, khí o2,…. bị rò rỉ gây nên cháy nổ thì vấn đề thiệt hại rất lớn. Trong khi sử dụng hệ thống cảm biến báo rò rỉ khí sẽ hạn chế tình trạng này

Bên cạnh đó; lắp cảm biến báo rò rỉ khí sẽ giúp hệ thống sản xuất tiết kiệm các chi phí bảo trì hằng năm ( Tất nhiên; nếu không có hệ thống giám sát tự động thì sẽ có một đội bảo trì đường ống theo chu kì; để kiểm tra sự rò rỉ và chi phí này khá lớn )

Cho nên; tóm lại xây dựng một hệ thống thiết bị báo rò rỉ khí sẽ đặt được các mục đích:

• Bảo vệ an toàn cho người làm
• Kiểm soát sự rò rỉ khí liên tục
• Giảm thiểu phí bảo trì hệ thống
• Bảo vệ hệ thống sản xuất tránh tình trạng cháy nổ

Ứng dụng cảm biến báo rò rỉ khí gas

Hiện nay; trong ứng dụng sản xuất và thí nghiệm luôn có vô vàn các loại khí tồn tại ở nhiều thể trạng khác nhau. Nên việc ứng dụng các loại cảm biến báo rò rỉ khí phải đa dạng và luôn đóng vai trò quan trọng

Cảm biến đo các loại khí như metan ch4, co2, hf, no2, oxygen….. phải đa dạng về thiết kế lớp vỏ; đa dạng về đầu ra output như analog 4-20ma, 0-5v , 0-10v, rs232 , rs485n để thuận lợi truyền thông tin về các trung tâm giám sát và điều khiển

Rò rỉ khí gas output 4-20ma

Sử dụng cảm biến phát hiện rò rỉ khí đặc biệt là môi trường khí gas dễ cháy nổ thì điều quan tâm đầu tiên chính là sự chuẩn xác; và tiêu chuẩn tích hợp phòng nổ của con cảm biến có đạt chuẩn eu/g7 hay không

Vì khí gas cực kỳ dễ cháy nổ gây nguy hai cho hệ thống sản xuất. Bên cạnh đó; sự thất thoát khí gas ra ngoài môi trường sẽ làm công nhân gần đó thiếu oxy gây nên tình trạng ngạt thở

Do vậy; một hệ thống điều hành khí gas trên các đường ống không thể thiếu việc lắp đặt một hệ thống giám sát khí rò rỉ; thông qua các cảm biến khí có xuất xứ châu âu

Đo khí oxygen ra 4-20ma

Cảm biến khí oxygen hay còn gọi là cảm biến khí O2. Một loại khí ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như ứng dụng trong quá trình luyện thép; tạo nên các bình chứa khí oxi cung cấp hô hấp cho con người; xử lý nước thải….

Hiểu được tầm quan trọng của khí này; nên việc giám sát oxygen bằng các loại cảm biến báo rò rỉ khí o2  đầu ra analog 4-20ma luôn được xây dựng trên các hệ thống

Đo khí metan ch4 đầu ra analog

Điểm đặc biệt của thằng khí metan hay methane cực kỳ dễ cháy nổ y như khí gas vậy. mà ứng dụng loại khí này cực kỳ phổ biến trong công nghiệp gây nhiều rủi ro lớn cho hệ thống sản xuất. Cho nên việc lắp cảm biến đo khí CH4 để giám sát hiệu chỉnh lượng khí bằng tín hiệu analog 4-20ma 2 dây là điều tất yếu

Đo lượng rò rỉ khí LPG

Khí LPG cũng là một loại khí rất dễ cháy. LPG có 2 loại hoá lỏng hoặc dạng khí bay hơi. Sử dụng cảm biến báo rò rỉ khí LPG thông thường trong các khu vực nồi hơi; nhà máy sản xuất cồn; phòng thí nghiệm…….

Đo khí CO output analog 4-20ma

Cảm biến dò mức độ rò rỉ khí CO rất quan trọng vì khí CO là một loại khí độc gây hại đến sức khoẻ người lao động. Cho nên việc lắp đặt cảm biến cảnh báo rò rỉ khí co cho người lao động giữ khoảng cách kịp thời

Rò rỉ khí NH3

Thông thường cảm biến đo khí và báo rò rỉ khí amoniac NH3 được lắp tại các hệ thống sản xuất thức uống; thực phẩm; dây chuyền sản xuất bia; sản xuất phân bón…..

Mục đích bảo vệ con người tránh khỏi nguồn khí độc hại gây ảnh hưởng đến sức khoẻ về sau

Đo khí CO2 – Khí NO2 ra analog 4-20ma

Ngoài ra; với một số loại khí không thông dụng như co2, no2 người ta vẫn sử dụng các hệ thống cảnh báo rò rỉ thông qua các cảm biến đo khí với mục tiêu chung là bảo vệ hệ thống vận hành sản xuất và người lao động

Thông thường; loại cảm biến báo rò rỉ khí CO2 được lắp đặt tại các hệ thống sản xuất bia; hệ thống chưng cất; các phòng thí nghiệm….

Tại việt Nam hiện nay; đa phần sử dụng các loại cảm biến rò rỉ khí chuyên sử dụng cho các môi trường như khí gas, khí oxygen và khí meta ch4 là chủ yếu. Về việc cảnh báo rò rỉ các loại khí khác thường phổ biến ở các nước châu âu là nhiều vì ở đó ngành công nghiệp của họ đa dạng và phát triển mạnh

Thông số kỹ thuật sensor cảm biến báo rò rỉ khí

• Nguồn cấp 8….30v trong đó thường sử dụng nguồn 12v hoặc nguồn 24v
• Vật liệu vỏ bảo vệ nhôm hoặc inox 316S theo chuẩn phòng nổ hoặc thông thường
• Mức chống bụi – ẩm IP65
• Kết nối cơ khí: 1 x M20, 1/ “NPT or 3/ NPT* on right-side
• Cảm biến rò rỉ khí có dải vận hành: 0- 100%* LEL

3 bước lắp đặt cảm biến phát hiện rò rỉ khí

Việc lắp đặt cảm biến báo rò rỉ và đo lượng khí thất thoát cực kỳ quan trọng. Không những ảnh hưởng đến giá cả chi phí đầu vào

Xem xét và đánh giá hệ thống khí 

Phần xem xét khí đang ứng dụng giúp chúng ta chọn loại cảm biến báo rò rỉ khí. Ví dụ đối với môi trường khí metan ch4 hoặc khí hydro h2 thì nên dùng cảm biến cảnh báo rò rỉ loại atex phòng nổ; nhưng đối với môi trường khí không cháy nhưng có tính độc hại thì dùng loại báo rò rỉ chuẩn thường

Sự khác biệt về giá giữa cảm biến khí tiêu chuẩn atex và cảm biến rò rỉ khí thông thường khá xa. Do vậy; khi mua cảm biến đo rò rỉ khí anh em cần chú ý vấn đề này

Phác hoạ mô hình vị trí lắp đặt cảm biến khí

Việc xây dựng mô hình các vị trí lắp đặt cảm biến khí giúp chúng ta nắm bắt được những nơi nào có khả năng cao gây ra các vấn đề rò rỉ khí trong thời gian hoạt động trong đó anh em lưu ý những vị trí sau:

Lắp cảm biến rò rỉ khí gas tại các khu vực có van, đường ống có thiết kế miếng đệm; phụ kiện khí nén hoặc khu vực có độ co giãn cao

Lắp đặt cảm biến rò rỉ khí tại các khu vực khí rò rỉ gây ảnh hưởng đến các thiết bị xung quanh hoặc nơi nhiều công nhân làm việc….

Xác định chính xác nơi lắp đặt cảm biến rò rỉ khí

Lắp cảm biến đo khí tại các nguồn khí gas có thể phát ra hoặc dễ dàng bị rò rỉ ví dụ như các khớp nối ren, khớp nối chữ T….

Hoặc thiết lập cảm biến rò rỉ khí tại các khu vực, các góc ống nơi có khả năng tích tụ khí áp suất cao gây nứt đường ống rò rỉ ra bên ngoài

Về các loại khí có những khí nhẹ hơn không khí; có những khí nặng hơn không khí cho nên khi lắp đặt cảm biến phát hiện khí gas rò rỉ phải lắp thấp đối với khí nặng hơn không khí bên ngoài và lắp cao đối với khí nặng hơn không khí

Mua cảm biến rò rỉ khí gas giá rẻ ở đâu

Riêng về các ngành khí đặc biệt một số khí dễ cháy nổ như khí gas hoặc gây hại cho con người như khí độc, khí co2; khí ăn mòn thiết bị như khí HF… Thì tốt nhất anh em quên chuyện kiếm các thiết bị báo rò rỉ khí giá rẻ

Mức nguy hại của các loại khí nêu trên cực kỳ lớn và có thể gây mức tổn thất mà chúng ta không thể tượng tượng được. Chính vì vậy; đã sử dụng các loại cảm biến khí gas thì nên quan tâm đến chất lượng – độ chính xác và tốc độ thông tin truyền về

Tham khảo thêm cảm biến đo áp suất khí gas tại:

https://huphaco-pro.vn/do-ap-suat

 

Tư Vấn Giải Pháp Kỹ Thuật

0972 56 05 06 – Mr Thành

Mail: thanh.nguyen@huphaco.vn

Đ/C: Khu Đô Thị Đông Tăng Long, P. Trường Thạnh, TP. Thủ Đức, TP HCM

 

 

Bàn luận về khí gas và cảm biến phát hiện khí gas

Không nên lắp đặt cảm biến báo rò rỉ khí ở đâu ?

Những vị trí anh em nên tránh lắp đặt vận hành các thiết bị báo rò rỉ khí như khu vực thông gió; vì lượng khí ngoài trời khu vực này nhiều sẽ dẫn đến tình trạng khí gas bị pha loãng; làm cảm biến báo khí phát hiện chậm hơn.

Các đường ống hoặc máy móc có độ rung động lớn khi vận hành anh em cũng không nên lắp vì độ rung sẽ làm các con cảm biến phát hiện rò rỉ bị hư hỏng trong thời gian ngắn

Tại sao nên để bình gas ở nơi thoáng khí ?

Đối với những bình gas thông thường hay sử dụng cho gia đình; tốt nhất để những nơi thoáng khí vì đây là những khu vực sẽ tản khí gas loãng ra tránh tình trạng cháy nổ khi rò rỉ khí gas

Đốt bình gas có nổ không ?

Trường hợp nổ khi lửa cháy quanh bình gas tạo một khí nóng bên trong áp lực lớn gây nổ bình

Trường hợp không nổ khi chúng ta vặn xì bình gas nơi thoáng mát và tạo mồi lửa cháy chỗ vòi xì. Cách làm tắt là nhúng lớp vải trong nước càng lạnh càng tốt rồi phủ kín lên chỗ cháy

Bước vào nhà thấy mùi gas nồng nặc anh em phải làm gì ?

Có bao nhiêu cửa mở bấy nhiêu để gió luôn vào và khí gas thoát ra dần. Đặc biệt không bật điện hoặc sử dụng đến các thiết bị gây lửa