Introduzione dettagliata al metodo di calibrazione del rilevatore di gas
A. Gas di calibrazione premiscelato
Il metodo di premiscelazione del gas di calibrazione è il metodo e la calibrazione del sensore del gas. I gas di calibrazione premiscelati possono essere compressi e conservati in bombole sotto pressione. Queste bottiglie possono essere di qualsiasi dimensione, ma durante la calibrazione sul campo le persone preferiscono bottiglie più piccole e leggere. Queste piccole bombole di gas portatili possono essere suddivise in due categorie: apparecchiature per gas a bassa pressione e ad alta pressione.
Le bombole di gas a bassa pressione sono a pareti sottili, leggere e generalmente non riciclabili e usa e getta. Le bombole di gas ad alta pressione sono progettate per rischi puramente chimici. Per i gas di calibrazione, queste bottiglie solitamente hanno pareti spesse e possono resistere a pressioni fino a 2000 psi.
Per calibrare il sensore e consentire al gas ad alta pressione di fuoriuscire dalla bombola del gas ad alta pressione, è necessario un riduttore di pressione. È composto da un regolatore di pressione, un manometro e un foro di limitazione del flusso. Un orifizio di limitazione del flusso è un foro lineare molto piccolo adatto a consentire una certa quantità di flusso d'aria ad una determinata pressione.
Alcuni sensori richiedono umidità durante il processo di calibrazione per ottenere letture corrette. Le fasi del processo di umidificazione sono le stesse dell'impostazione del punto zero del sensore.
B. Attrezzature di penetrazione
Un dispositivo di permeazione è un contenitore sigillato contenente sostanze chimiche che equalizzano le fasi gassosa e liquida. Le molecole di gas permeano attraverso il bordo o la parte superiore del contenitore di permeazione. La velocità di penetrazione delle molecole di gas dipende dalla permeabilità della sostanza e dalla temperatura. Il tasso di penetrazione è stabile nel lungo termine. Un gas di calibrazione costante miscelato con la sostanza chimica penetrante, la cui permeabilità è nota data la temperatura. Ciò richiede un manometro termostatico e un regolatore di flusso. Tuttavia, i tubi del permeato forniscono continuamente sostanze chimiche a una velocità costante, il che crea problemi di stoccaggio e sicurezza. La permeabilità di un dato gas potrebbe essere troppo alta o troppo bassa per l'applicazione. Ad esempio, i gas ad alta pressione di vapore permeano troppo rapidamente e i gas chimici a pressione di vapore molto bassa hanno tassi di permeabilità che sono troppo bassi per essere di qualche utilità.
Le apparecchiature per l'osmosi si trovano principalmente nei laboratori e vengono spesso utilizzate su strumenti analitici. Per il monitoraggio del gas, le concentrazioni richieste per la calibrazione del sensore sono tipiche delle apparecchiature ad alta permeabilità. Pertanto la sua applicazione è limitata.
C. Calibrazione incrociata
Con il metodo di calibrazione incrociata, ciascun sensore soffre principalmente dell'interferenza di altri gas. Ad esempio, per calibrare il gas etano al 100% LEL, viene solitamente utilizzato il gas metano ELE al 50% invece del gas etano vero e proprio. Questo perché l'etano è un liquido a temperatura ambiente e ha una bassa pressione di vapore. Pertanto è difficile utilizzare una miscela sicura e mantenerla ad alta pressione.
In altre parole, il metano ha un’elevata pressione di vapore ed è molto stabile. Inoltre, può essere miscelato con aria e mantenuto a pressioni molto elevate. Il metano può essere utilizzato in più situazioni di calibrazione rispetto alle miscele di etano e ha una lunga durata. Una miscela di etano al 50% è facilmente disponibile. Pertanto, i produttori di rilevatori di gas combustibili consigliano di utilizzare il metano come sostituto per la calibrazione di altri gas.
Esistono due metodi per realizzare l'uso del metano come surrogato per la calibrazione di altri gas. Il primo metodo consiste nel calibrare l'allarme gas combustibile con metano e, allo stesso tempo, sostituire le letture per altri gas moltiplicando le letture ottenute per i fattori di risposta presenti nel manuale. Questo è il caso dei sensori catalitici più comunemente utilizzati.
Il sensore catalitico è un'uscita di linea, quindi il fattore di risposta viene utilizzato in linea con l'intervallo di fondo scala. Ad esempio, quando si calibra un sensore con metano, l'emissione di pentano è solo la metà di quella del metano. Pertanto il fattore di risposta per il pentano è 0,5. Pertanto, quando il sensore rileva effettivamente il pentano ma è calibrato con il metano, la lettura viene moltiplicata per 0,5 per ottenere la lettura del pentano.
Il secondo metodo utilizza ancora il metano come gas di calibrazione, ma la lettura della calibrazione è raddoppiata. Ad esempio, utilizzare il gas di calibrazione metano al 50% LEL per calibrare il pentano al 100% LEL. Sebbene durante la calibrazione sia stato utilizzato gas metano, dopo aver calibrato lo strumento, la sua lettura è la concentrazione di gas pentano.
D. Miscelazione del gas
Non tutti i gas di calibrazione sono disponibili. Anche se è disponibile, è possibile che ad una determinata concentrazione o miscela di fondo fissa, il gas di calibrazione non sia disponibile. Tuttavia, molte miscele di gas possono essere diluite per calibrare i rilevatori di gas con range a bassa concentrazione.
