Comparación de la detección PID del detector de gas PID y otros métodos de detección
En otras palabras, los sensores LEL detectan explosividad en lugar de toxicidad.
(1) El sensor LEL detecta explosividad, no toxicidad.
El sensor LEL mide un porcentaje del límite explosivo inferior. Por ejemplo, el límite inferior de explosión de la gasolina es 1,4%, entonces 100% LEL son 14.000 ppm de gasolina. 10% LEL es 1400 ppm de gasolina y 1% LEL es 140 ppm de gasolina. 140 ppm es la cantidad mínima de vapor de gasolina que el sensor LEL puede detectar. La gasolina tiene un valor TWA (promedio ponderado en el tiempo) de 300 ppm y su STEL (nivel de exposición a corto plazo) de 500 ppm. Estos, combinados con la baja resolución del sensor LEL, indican que el LEL no es adecuado para detectar fugas de gasolina. Los sensores LEL miden la explosividad en lugar de la toxicidad. De hecho, muchos COV (compuestos orgánicos) son altamente tóxicos, incluso si sus concentraciones están muy por debajo de la sensibilidad de los sensores LEL.
(2)El sensor LEL se utiliza especialmente para medir gas metano.
Inicialmente, los sensores LEL se diseñaron específicamente para resolver el problema de medición de la concentración de metano en las minas de carbón. La mayoría de los sensores LEL utilizan el principio del puente de Wheatstone para medir el calor generado por la combustión de gases combustibles en electrodos catalíticos. En este momento, el aumento de temperatura provoca un cambio en la resistencia, que el instrumento mide y convierte en % LEL.
(3)Limitaciones del sensor LEL
Dos principios básicos afectan el rendimiento del sensor LEL y su medición efectiva de gases distintos del metano:
El proceso de combustión La producción de calor de los gases medios es diferente: los vapores de hidrocarburos más pesados son más difíciles de difundir hacia el sensor LEL y, por lo tanto, tienen una producción de calor menor.
Algunos gases se queman para producir más calor, mientras que otros pueden producir relativamente menos. Estas diferencias en las propiedades físicas provocan inconvenientes al utilizar sensores LEL. Por ejemplo, el 100 % de metano LEL (5 % de metano en volumen) genera el doble de calor que el 100 % de propano LEL (2,0 % en volumen).
Algunos hidrocarburos "más pesados" pueden tener dificultades para difundirse a través de la malla metálica ignífuga del sensor LEL. En los sensores LEL, esta malla se utiliza para evitar que el propio sensor se vuelva contraproducente e incendie el medio ambiente, y permite que el metano, el propano y el etano alcancen las superficies de los electrodos del puente de Wheatstone del sensor. Sin embargo, la velocidad de difusión de la gasolina, queroseno, disolventes, etc. Viajar a través de esta red es más lento, por lo que llega menos volumen al puente, lo que significa que la salida es menor.
(4) La sensibilidad del sensor LEL del puente de Wheatstone se expresa en términos de metano.
Según la siguiente tabla, la gasolina produce aproximadamente la mitad de calor que el metano en un puente de Wheatstone. Por tanto, la señal que produce es también la mitad que la del metano. Si se utiliza un LEL calibrado con metano para detectar vapor de gasolina, la lectura que muestra el instrumento es la mitad de la concentración real. Tomando la calibración de metano como ejemplo, si el LEL muestra una mezcla de gasolina del 50% del LEL en el aire, el LEL real es aproximadamente 100% de gas debido a la mitad del LEL de salida (%vol) Sensibilidad (%) Acetona 2,2 45 Diésel 0,8 30 MEK 1,8 38 Tolueno 1,2 40 Benceno 1,2 40 Metano 5,0 100 Propano 2,0 53 Por supuesto que puede leer LEL. Por ejemplo, la tabla anterior muestra que el propano responde más cerca de la mayoría de los COV, por lo que el propano también se puede utilizar para calibrar sus instrumentos. Después de calibrar el instrumento con metano, el coeficiente de calibración también se puede utilizar para calibrar el gas a medir, es decir, el instrumento puede obtener lecturas correctas a través del software. Sin embargo, incluso con factores de corrección adecuados, el sensor LEL aún no puede medir la toxicidad de los COV porque carece de sensibilidad suficiente para medir PPM.
Medición de Nivel de PPM - Nueva Aportación de los Sensores de Gas
Actualmente existen varios métodos para medir COVs a nivel de PPM:
Tubos Colorimétricos: Falta de Grado de Precisión y otras deficiencias.
Sensores de Óxido Metálico: Carecen de precisión y sensibilidad.
Cromatografía de gases/espectrometría de masas portátil: buena selectividad y precisión, pero no puede medir de forma continua y es costosa.
FID (Detector de Ionización de Llama): La limitación es que es de gran tamaño y peso y requiere hidrógeno embotellado.
PID: más aplicable. El PID es la mejor opción en muchas situaciones de emergencia y puede proporcionar una respuesta confiable.
¿Por qué no utilizar tubos colorimétricos?
En el pasado, los tubos colorimétricos han sido un componente esencial en la detección de gases en emergencias. Han sido ampliamente aceptados y demostrado que muchos gases tóxicos y nocivos se pueden medir al nivel de PPM. Los tubos colorimétricos no son caros, pero también tienen muchas limitaciones:
Los tubos colorimétricos sólo pueden proporcionar "mediciones puntuales" y no pueden proporcionar análisis cuantitativos ni detección continua de alarmas. Tener un solo tubo detector no advierte al operador sobre condiciones peligrosas. La esencia de la "medición puntual" es que es más fácil producir errores de medición. Porque su volumen de muestreo es pequeño y existen factores como el flujo de aire en el sitio. Sólo con un monitoreo continuo de 100-500 cc/min uno no puede dejarse engañar por lecturas altas o bajas temporales.
Las cubetas tardan en responder y pueden tardar minutos en lugar de segundos en dar un resultado.
La mejor precisión de medición de los tubos colorimétricos es de aproximadamente el 25%.
Las lecturas del tubo colorimétrico tienden a muestrearse de forma intermitente.
Los tubos colorimétricos desechados se contaminan fácilmente con vidrio y productos químicos.
Los usuarios deben reservar una gran cantidad de tubos colorimétricos para su uso, y los tubos colorimétricos pueden caducar.
Los tubos colorimétricos se limitan a compuestos comunes y muchos compuestos específicos no tienen soluciones especiales.
¿Por qué no utilizar sensores MOS?
El sensor semiconductor o MOS es uno de los primeros instrumentos de medición portátiles y económicos. También puede detectar la mayoría de las sustancias químicas. Sin embargo, sus limitaciones aún limitan su uso generalizado en emergencias.
La sensibilidad es muy pobre, y el límite de detección general ronda los 10PPM.
Las salidas no son lineales, lo que afecta a su precisión. Los MOS son sólo detectores toscos de diversos gases y vapores tóxicos.
En comparación con PID, MOS tiene un tiempo de respuesta más lento.
Los sensores MOS son más sensibles a la temperatura y la humedad.
Se envenena fácilmente y es difícil de limpiar.
El sensor MOS es un detector de "banda ancha" que responde a una variedad de compuestos.
GC/MS portátil
La cromatografía de gases/espectrometría de masas (GC/MS) tiene una alta selectividad, pero la medición es discontinua. También es una "medición puntual" y no proporciona una medición de alarma continua. Porque su volumen de muestreo es pequeño y existen factores como el flujo de aire en el sitio.
Al mismo tiempo, actualmente no existen instrumentos GC/MS portátiles que los trabajadores puedan llevar consigo. Al mismo tiempo, GC/MS es un medio inmediato más que preventivo y sólo puede informar de lo sucedido. Los cromatogramas proporcionan resultados fotográficos más "probados en el campo" que las imágenes continuas en vivo. Finalmente, GC/MS también es relativamente caro en términos de precio del instrumento.
Detector de ionización de llama
El detector de ionización de llama (FID) es un detector de banda ancha para compuestos orgánicos que no es selectivo. Son muy lineales. La principal limitación del FID en la detección in situ es su gran peso y volumen, que requiere una botella de hidrógeno. Por lo tanto, es difícil garantizar la seguridad intrínseca de su instrumento en entornos peligrosos. El FID es relativamente caro y complejo de mantener, lo que también limita su aplicación en campos industriales. Tanto PID como FID son detectores de compuestos orgánicos comunes que pueden medir eficazmente la misma sustancia. Sin embargo, debido a que el PID es más pequeño, más fácil de usar y más seguro, se usa más ampliamente en el campo industrial que el FID.
Detector de fotoionización
El PID puede considerarse como un cromatógrafo de gases sin columna de separación, por lo que el PID puede proporcionar una precisión excelente. Mucha gente cree que aunque el PID tiene buena sensibilidad y precisión para muchos compuestos tóxicos a nivel de PPM, es de poca utilidad debido a su falta de selectividad. De hecho, la mayoría de los demás métodos, incluidos los tubos colorimétricos, los sensores MOS y los detectores FID, no son muy selectivos. La ventaja del PID es su no selectividad. Es un detector compacto de medición continua que proporciona retroalimentación de información en tiempo real a los trabajadores. Esta retroalimentación permite a los trabajadores confirmar que se encuentran en un estado seguro sin estar expuestos a productos químicos peligrosos y completar mejor sus tareas. Al igual que una cámara de vídeo, un PID se mide continuamente y sus resultados se pueden grabar (recopilar datos) o "reproducir" inmediatamente (ver datos).
¿Por qué la EPI no es tan común?
Desde 65438 hasta 0970, el PID se utilizó en el laboratorio para investigaciones de contaminación química. Sin embargo, su uso todavía es muy problemático en este momento, pero la capacidad del PID para definir la presencia de contaminantes sin pruebas de laboratorio costosas y que requieren mucho tiempo ha convertido al PID en una herramienta indispensable en muchas industrias de limpieza ambiental. Precisamente por sus excelentes capacidades de detección, algunos equipos de respuesta a emergencias también creen que el PID es muy importante para ellos. Sin embargo, las deficiencias del PID en este momento, como los altos costos de compra y mantenimiento, la poca tolerancia, el gran tamaño y peso y la sensibilidad a la humedad y la radiación, limitan una aplicación más amplia del PID en la respuesta a emergencias.
El PID se ha convertido ahora en la herramienta más ventajosa para detectar compuestos orgánicos:
El PID puede medir 0-1000 ppm de materia orgánica con una resolución de 0,1 ppm, por lo que puede medir concentraciones muy bajas. que pueden causar cáncer de gasolina (y otros gases y vapores tóxicos). PID proporciona la mejor protección contra el envenenamiento a largo plazo. El avance de la tecnología PID supera las deficiencias del PID original, proporcionando así la herramienta más poderosa para la respuesta de emergencia.
La capacidad de PID para proporcionar mediciones precisas en una variedad de situaciones se puede encontrar en los siguientes procesos de medición de compuestos orgánicos.
Juega un papel importante:
Decisiones iniciales de protección personal
Detección de fugas
Identificación del área del incidente
Confirmación de fugas
Prevenir la contaminación
Confirmación inicial de protección personal
Al acercarse al lugar donde puede ocurrir un accidente, los rescatistas deben confirmar primero el equipo de protección personal. Algunos "posibles". "Un incidente sin ningún tipo de protección personal puede no ser un accidente; algunos accidentes pueden no tener signos de contaminación al principio, pero requieren una protección personal especial. Ningún detector por sí solo puede proporcionar a los rescatistas todas las respuestas, pero el PID puede ofrecer una solución satisfactoria. En muchos incidentes, el PID permite a los rescatistas determinar si hay gases o vapores tóxicos alrededor. Un trabajador ferroviario informó al centro de rescate de emergencia que un vagón cisterna tenía una fuga en un ambiente cálido y húmedo (35°C, 95% HR). Según la descripción, el camión cisterna transportaba benceno líquido. Debido a la toxicidad del benceno (el nivel de exposición personal es de 1 ppm), los rescatistas decidieron utilizar protección de nivel A. Sin embargo, debido a las altas temperaturas actuales, el uso de dicho equipo causará mayores daños a los rescatistas. Finalmente, después de muchos esfuerzos, se confirmó que lo que goteaba debajo del camión cisterna con "fugas" eran gotas de agua condensada en lugar de benceno. Resulta que los camiones cisterna alguna vez se almacenaron en almacenes a 20°C. El benceno líquido en el interior estaba a baja temperatura, mientras que la temperatura exterior era alta y la humedad era alta, lo que provocaba que el agua se condensara. De hecho, el uso de PID puede ayudar a los rescatistas a confirmar fácilmente si hay vapor "ionizable". Porque según los registros, el camión cisterna estaba lleno de benceno, una sustancia muy fácil de "ionizar". Los rescatistas pueden utilizar PID para determinar si hay vapor de benceno presente. Esto no sólo reduce el costo de determinar las fugas, sino que también evita el daño por calor causado por el uso de ropa protectora de Clase A.
Uso de PID para la detección de fugas
Normalmente, las fugas no son fáciles de ver y se debe determinar su ubicación antes de poder detenerlas de manera efectiva. Independientemente, cualquier gas o vapor se difunde desde su fuente y se diluye con el aire circundante hasta que en algún lugar la presencia de la sustancia se vuelve indetectable. Esto establece un gradiente de concentración que cambia desde la fuente donde la concentración es más alta hasta la dilución a cero, que es la concentración cuando el gas se difunde por completo.
Puedes utilizar PID para medir y "ver" los gradientes de concentración de muchos gases y vapores siempre que puedan detectarse. Usamos un PID para "ver" el gradiente de concentración como un contador Geiger, encontrando la fuente a medida que aumenta la concentración. La capacidad de detección de fugas del PID no sólo encuentra rápidamente la fuente del peligro, sino que también ahorra mucho tiempo y dinero.
Utilice PID para determinar el rango de peligro
Cuando los socorristas se acercan a la escena del accidente, deben determinar el rango de peligro en función de la toxicidad del gas o vapor, la temperatura y la dirección del viento. y otros factores. Sin embargo, la identificación de los rangos de peligro a menudo la realizan personas sin mucha experiencia manualmente. Cuando las condiciones cambian, el rango de peligro no se puede ajustar en ningún momento porque el personal periférico no tiene experiencia en identificar cambios en las condiciones. En este momento, los socorristas experimentados todavía se concentran en la fuga en sí. De esta manera, el personal periférico puede estar en peligro debido a cambios en las condiciones, porque el rango de peligro requiere que el personal periférico se retire en este momento.
Para la mayoría de los accidentes, el uso de PID puede cambiar la definición del rango de peligro en cualquier momento a medida que cambia la situación. El PID puede proporcionar alarmas en tiempo real, lo que permite al personal periférico evacuar áreas peligrosas en cualquier momento. La siguiente imagen es una explicación de un accidente real: Temprano en la mañana, debido a que la temperatura no era alta y el viento no era fuerte, el rango de fuga de todos los camiones cisterna de líquidos tóxicos volcados no era muy grande. Pero al mediodía, debido a los cambios de temperatura y dirección del viento, este lugar que originalmente se consideraba seguro ahora se encuentra en una situación muy peligrosa. Y este cambio de vez en cuando es fácilmente detectado por PID.
Herramientas de recopilación de datos:
Utilizando la función de recopilación de datos del PID, el personal de rescate de emergencia puede obtener registros de los niveles de exposición y la base para determinar la causa del accidente. Si ocurre un accidente, el personal puede registrarlo.
Diagrama de flujo de instrumentos de tubería como confirmación de fugas
En el lugar del accidente puede haber diversos líquidos, como agua, combustible, aceite de motor, espuma extintor, etc. En este momento, se puede utilizar PID para determinar rápidamente el tipo de líquido y ahorrar mucho tiempo. El PID puede reflejar rápidamente si la fuga es una sustancia peligrosa o simplemente agua u otras sustancias no volátiles.
Utilice PID para determinar el estado de contaminación
El daño que las sustancias peligrosas causan a los humanos es evidente. Después de trabajar en el lugar del accidente, es necesario confirmar rápidamente si los trabajadores fueron contaminados por sustancias peligrosas o si la contaminación se ha eliminado por completo. Al mismo tiempo, el personal también debe determinar rápidamente que esa ropa protectora no esté contaminada y pueda seguir utilizándose. Estos problemas se pueden resolver rápidamente utilizando PID. Para lugares contaminados, el PID dará una respuesta positiva inmediata, mientras que para aquellos que estén limpios o no contaminados, no habrá respuesta. En los accidentes por fugas de combustible, los bomberos suelen encontrarse con grandes cantidades de gasolina contaminada por la ropa protectora, lo que supone un gran peligro para los propios bomberos. Utilice PID para determinar rápidamente si existe este peligro.
Utilice PID para afrontar las consecuencias
El objetivo final de cualquier respuesta de emergencia es controlar y eliminar la fuga. Las sustancias peligrosas a menudo contaminan el agua y el suelo circundantes. Las entidades relevantes (comunidades, estados, condados) deben confirmar las concentraciones de estos contaminantes para determinar si se debe proceder con más trabajos de remediación. Si solo hay una fuga de aceite y ha sido completamente absorbido por la superficie de la carretera, no es necesario volver a tratarlo. Pero es una historia diferente si el petróleo ya está contaminado y ha contaminado el suelo y el agua circundantes. Algunas autoridades exigen que si el TPH (hidrocarburos totales de petróleo) es superior a 100 ppm, se requiere tratamiento adicional, mientras que si es inferior a este valor, no se requiere tratamiento. En estos momentos, el PID se convierte en la herramienta más efectiva para autoridades y personal de emergencia, permitiéndoles identificar rápidamente suelos y tomar decisiones sin perder mejores oportunidades.