P.T.SIGNAL dystrybutor Gas Clip Technologies
Gas Clip Technologies

Mierniki gazów, detektory wielogazowe Gas Clip Technologies



Detektor dla straży pożarnej i ratownictwa.

Detektor dla straży pożarnej i ratownictwa


Detektor dla straży pożarnej i ratownictwa

Detektor dla straży pożarnej i ratownictwa ma nieco inne zadania niż w większości zakładów i wymaga odpowiedniego doboru do przewidywanych zadań i akcji ratowniczych. Przede wszystkim należy określić rodzaj jednostki i rozpoznać okoliczne zagrożenia. Jednostki standardowo wyposażane są w detektor czterech podstawowych gazów (i tym się zajmiemy poniżej), w jednogazowe detektory specjalistyczne zależnie od okolicznych zakładów lub zagrożeń oraz bardzo rzadko w kosztowne specjalistyczne detektory różnych gazów dobrane do lokalnych zadań. Dlaczego taki podział?
Oczywiście chodzi o koszty i inne elementy, które w zasadzie sprowadzają się także do kosztów. Standardowy detektor dla straży i ratownictwa zawiera 4 najczęściej używane sensory (gazy): metan, tlen, siarkowodór i tlenek węgla. Realizują one większość typowych zagrożeń z jakimi spotykają się służby ratownicze podczas interwencji. Obsługa takiego detektora jest stosunkowo prosta (choć warto trochę poczytać ponieważ jest kilka "pułapek") i każdy strażak/ratownik powinien móc obsłużyć takie urządzenie i skorzystać z jego pomiarów. Tego typu urządzenia są szeroko dostępne i koszty ich zakupu jak i eksploatacji są osiągalne praktycznie dla każdej jednostki.
Specjalistyczne mierniki rzadko spotykanych gazów (np. amoniak, chlor, dwutlenek siarki, tlenki azotu, fosforowodór itd.) są kosztowne nie tylko w zakupie, ale także w eksploatacji. Tym samym włączanie takich sensorów do standardowego detektora (zachwalane przez niektóre firmy chcące zarabiać na serwisie) oznacza, że na każdą akcję zabieramy także ten kosztowny element i zużywamy go nawet jeżeli akcja nie miała związku z takim gazem. Oznacza to kosztowne kalibracje i dużo szybszą kosztowną wymianę takiego sensora w stosunku do osobnego miernika, którego używamy tylko kiedy zachodzi taka potrzeba. Ryzykujemy też, że podczas uszkodzenia miernika tracimy także ten specjalistyczny, więc lepiej jeżeli jest to osobne urządzenie (np. detektor jednogazowy. Tego typu detektor ma oczywiście zastosowanie jezeli w pobliżu są zakłady lub obiekty gdzie mogą pojawić się takie gazy (np. chłodnia zasilana amoniakiem czy zakład produkcyjny, w którym używany jest dwutlenek siarki). Z kolei jednostki ratownictwa chemicznego określają rodzaje zagrożeń i dobierają bardzo wyspecjalizowane urządzenia jak detektor węglowodorów czy detektor gazów z czujnikiem bezruchu, upadku, komunikacją i lokalizacją, aczkolwiek często jest taki sam podział jak w zwykłych jednostkach czyli detektor wielogazowy oraz jednogazowe mierniki specjalistyczne.
Oczywiście nie chodzi tu tylko o koszty zakupu i eksploatacji, ale także o wiedzę i doświadczenie czyli wyszkolenie i utrzymanie spacjalistów, którzy umieją takie pomiary wykonywać i interpretować oraz podejmować odpowiednie działania. Samo urządzenie jest mało użyteczne bez człowieka, który potrafi z niego korzystać, dobrze zna fizyko-chemiczne właściwości danego gazu i potrafi z nim postępować. Stąd inwestycja w kosztowne urządzenia pomiarowe w niewyspecjalizowanej jednostce bez odpowiednio przeszkolonych osób nie jest dobrym posunięciem. Kluczem jest dobre rozpoznanie zagrożeń, przeszkolenie w kierunku możliwych akcji i taki dobór urządzeń aby każdy ze strażaków/ratowników mógł z nich skorzystać.

Detektor dla straży pożarnej - wybór gazów.

Podstawowy detektor dla straży pożarnej i ratownictwa obejmuje 4 główne gazy, które są najczęstszym zagrożeniem podczas akcji ratowniczych.
Tlenek węgla (CO) - czyli "czad" to bezwonny i bezbarwny gaz powstający przy niepełnym spalaniu. Ma ciężar zbliżony do powietrza i doskonale się z nim miesza. Stanowi zagrożenie toksyczne i jest niebezpieczny już w niskich stężeniach. Może się pojawiać przy pożarach, nieprawidłowej eksploatacji instalacji grzewczych (np. kotłów czy pieców) czy emisji spalin (np. w garażach, czy warsztatach).
Siarkowodór (H2S) - jest gazem o charakterystycznym zapachu zgniłego jajka powstającym przy procesach gnilnych (rozkładu beztlenowego białek), towarzyszącym złożom ropy naftowej oraz spotykanym w wielu zakłdach przemysłowych. Szczególnie wiele przypadków zatrucia dotyczy szamb, studni i kanałów ściekowych. Siarkowodór jest gazem silnie trującym i posiada ważną bardzo niebezpieczną cechę. W niewielkiej ilości jest dobrze wyczuwalny więc wiele osób myśli, że może go łatwo wyczuć. Jednak powyżej stężenia ok. 200ppm siarkowodór poraża nerw węchowy i tym samym staje się on niewyczuwalny co jest błędnie interpretowane jako brak zagrożenia. Tymczasem dalsze przebywanie w jego otoczeniu jest z reguły śmiertlenie niebezpieczne. Jest to gaz cięższy od powietrza i może zalegać w różnych miejscach.
Tlen (O2) - jest gazem, bez którego człowiek nie może żyć, ale także tym który moze być dla niego niebezpieczny. Co istotne tlen moze być groźny w obie strony. Zbyt niskie stężenie tlenu prowadzi do uduszenia, a zbyt wysokie do zwiększenia zagrożenia pożarowego. Z brakiem tlenu można się spotkać w wielu obiektach gdzie moze dochodizć do jego wyparcia przez inne gazy (czyli w większości przestrzeni zamkniętych, nieużywanych pomieszczeń, kanałów, zbiorników, ładowni czy sztolni). Nadmiar tlenu jest z kolei najczęściej wynikiem rozszczelnienia instalacji tlenowych występujących w wielu zakładach przemysłowych lub obiektach leczniczych. Uwolnienie tlenu do atmosfery powoduje przesunięcie granic palności substancji i może prowadzić do spalania substancji normalnie uznawanych za niepalne, a nawet prowadzić do samozapłonu niektórych związków (np. tłuszczów). Tym samym wejście w taką atmosferę jest bardzo ryzykowne, a pożary powstające w takich miejscach mogą byc bardzo gwałtowne.
Gazy wybuchowe (LEL - ang. Lower Explosive Limit - DGW Dolna Granica Wybuchowości):
Sensor gazów wybuchowych może wykrywać więcej niż jeden gaz.
Metan (CH4) - to bezwonny i bezbarwny gaz palny. Jest głównym składnikiem gazu ziemnego (gaz ziemny jest nawaniany i stąd jego charakterystyczny zapach), biogazu (produktu fermentacji biomasy) czy wydalania przez zwierzęta (szczególnie znaczenie ma emisja związana z hodowlą). Głównym zagrożeniem są wycieki gazu z instalacji oraz gaz zalegający w studniach, kanałach lub szambach. Jest gazem lżejszym od powietrza.
Propan-butan (C3H8-C4H10) - to mieszanina gazów używana jako paliwo dla urządzeń grzewczych lub pojazdów. Oba gazy są cięższe od powietrza więc zalegają w zagłębieniach i snują się po podłożu. Główne awarie to wycieki z instalacji grzewczych, technologicznych lub samochodowych.

Multi Gas Clip Pump detektor dla straży pożarnej.


Detektor dla straży pożarnej - wybór sensorów.

Standardowy detektor dla straży pożarnej zawiera w sobie 2 typy sensorów: dla gazów toksycznych i tlenu używane są sensory elektrochemincze charakteryzujące się liniowym pomiarem, wysoką selektywnością (niską odpowiedzią na inne gazy niż wzorcowy) i dobrymi parametrami pomiarowymi, natomiast dla gazów wybuchowych mamy możliwość zastosowanie 3 różnych technik pomiarowych i tu warto wybrać odpowiednią technologię dla swojej jednostki. Najstarszą technologią jest katalityczna bazująca na spalaniu gazu palnego i zmianie przewodności podgrzanego w ten sposób elementu sensorycznego. Niestety jest to pierwsza słabość tego typu sensora ponieważ wymaga on tlenu aby reakcja zaszła. Tym samym jeżeli tlenu jest mało lub nie ma go wcale to pomiar będzie obarczony błędem lub detektor w ogóle nie pokaże obecności gazu wybuchowego. Jest to bardzo niebezpieczne przy pomiarach w przestrzeniach zamkniętych lub studniach gdzie tlen może być wyparty przez inne gazy. Jednocześnie kiedy gazu palnego będzie więkcej niż górna granica zakresu pomiarowego to reakcja zachodzi zbyt gwałtownie i powłoka sensora wypala się zbyt szybko prowadząc do jego rozkalibrowania. Ten sam efekt powoduje kontakt z tzw. gazami zatruwającymi (czyli substancjami, które mogą zakłócać pracę sensora). W skrajnym przypadku sensor może zostać zniszczony w ciągu kilku minut. Drugą popularną technologią pomiarową jest pomiar oparty promieniowanie podczerowne (InfraRed). Sensor wysyła i odbiera światło podczerwone o odpowiedniej długości fali, a gdy gaz trafi pomiędzy nadajnik i odbiornik to zabiera część widma co detektor odczytuje jako pomiar. Technologia ta ma szereg zalet w stosunku do reakcji katalitycznej ponieważ nie wymaga tlenu do pomiaru (nie zachodzi żadna reakcja chemiczna), sensor podczerwony jest całkowicie odporny na przekroczenia zakresu lub zatrucia, a do tego pobiera bardzo niewielkie ilości energii elektrycznej dzięki czemu np. detektor dla straży pożarnej typu Multi Gas Clip IR może pracować nawet 60 dni (2 miesiące) bez ładowania co ma duże znaczenie w kontekście gotowości urządzenia do pracy. Detektor z sensorem IR to obecnie najlepsze rozwiązanie przy standardowych wymogac straży pożarnej.
Obydwa powyższe rozwiązania mają inną wadę. Nie potrafią rozpoznać jaki gaz wybuchowy mierzą, a prawidłowy wynik podają tylko dla gazu wzorcowego (najczęściej metanu) co oznacza, że jeżeli mierzymy inny gaz lub mieszaninę to wynik podawany przez detektor znacznie różni się od rzeczywistości. Jeżeli wiemy jaki gaz mierzymy i producent udostepnił przelicznik to możemy w przybliżeniu oszacować wynik. Jeżeli jednak nie wiemy lub jest to mieszanina to pomiar nie jest wiarygodny. Dlatego w wielu przypadkach (szczególnie wyspecjalizowanych jednostek ratownictwa chemicznego lub jednostek rozlokowanych w pobliżu zakładów petrochemicznych, chemicznych, baz paliwowych itd.) najlepszym rozwiązaniem jest detektor węglowodorów i gazów palnych MPS. MPS czyli Molecular Property Spectrometer - Spektrometr Właściwości Molekularnych to sensor wykorzystujący technologię MEMS (ang. microelectromechanical system - system mikro-elektro-mechaniczny), która jest najnowocześniejszym układem pozwalającym na rzeczywisty pomiar gazu wybuchowego TrueLEL oraz rozróżnienie mierzonych gazów (nawet jeżeli są mieszaniną). Dzięki temu sensorowi możemy mieć rzeczywisty odczyt wartości dolnej granicy wybuchowości nie wiedząc jaki gaz mierzymy, a detektor może zakwalifikować mierzony gaz do jednej z 6 katagorii (w zależności od ciężaru). Tego typu urządzenie sprawdza się w tych miejscach gdzie nie mamy pewności z jakim gazem wybuchowym możemy się zetknąć.
Szersze informacje o poszczególnych technologiach pomiarowych przedstawiamy w zakładce sensory gazów.

Detektor dla straży pożarnej - parametry pomiarów.

Urządzenia pomiarowe mają różne role i nie wszystkie są stworzone w tym samym celu. Wiele urządzeń służy celom pomiarowym w procesach produckcyjnych lub pomiarów środowiskowych. Detektor w straży pożarnej i jednostkach ratownictwa służy głównie do badania obiektów pod kątem zagrożenia i ochrony samych osób ratujących. Oznacza to, że pomiar musi obejmować przewidziane przepisami wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń NDS i NDSCh.

Dz.U.02.217.1833 Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.
§1. 1. Ustala się wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń chemicznych i pyłowych czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, określone w wykazie stanowiacym załącznik nr 1 do rozporządzenia.
§ 2. Wartości, o których mowa w § 1 ust. 1, określają najwyższe dopuszczalne stężenia czynników szkodliwych dla zdrowia, ustalone jako:
najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) - wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8-godzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, określonego w Kodeksie pracy, przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń;
najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh) - wartość średnia stężenia, które nie powinno spowodować ujemnych zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż 2 razy w czasie zmiany roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż 1 godzina;
najwyższe dopuszczalne stężenie pułapowe (NDSP) - wartość stężenia, która ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia pracownika nie może być w środowisku pracy przekroczona w żadnym momencie.
§ 3. Wartości, o których mowa w § 1 ust. 2, określają najwyższe dopuszczalne natężenia fizycznego czynnika szkodliwego dla zdrowia - ustalone jako wartość średnia natężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8-godzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, określonego w Kodeksie pracy, przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń.


Wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń.
Gaz
NDS
NDSCh
Tlenek węgla CO
20 ppm
100 ppm
Siarkowodór H2S
5 ppm
10 ppm


Tabela wyraźnie precyzuje poziomy, które muszą być wychwytywane przez detektor i są one bardzo niskie. Tymczasem każdy detektor ma błąd pomiarowy. Jeżeli przyjmiemy ten błąd na dobrym poziomie jedynie 3% to jego wartości prezentują się następująco:

Błąd pomiarowy dla różnych zakresów.
Zakres pomiarowy
Przyjęty błąd
Wartość błędu
0-1000ppm
3%
30 ppm
0-500ppm
3%
15 ppm
0-300ppm
3%
9 ppm
0-100ppm
3%
3 ppm


Od razu rzuca się w oczy, ze im większy jest zakres pomiarowy detektora tym większa wartość błędu pomiarowego. Z drugiej strony oczywiście im niższy zakres pomiarowy tym łatwiej o przekroczenie zakresu mogące rozkalibrowywać sensory. Detektor dla straży pożarnej musi więc dysponować dopasowym zakresem wyważonym pomiędzy możliwością pomiaru niskich wartości NDS i NDSCh, a możliwie wysokim zakresem pomiarowym. Optymalnym zakresem używanego w jednostkach OSP i PSP detektora powinny być wartości: tlenek węgla 0-300ppm lub 0-500ppm, a siarkowodór 0-100ppm.

Detektor dla straży pożarnej - budowa detektora

Detektor w jednostkach straży pożarnej lub ratownictwa zdecydowanie nie ma "łatwego życia". Prowadząc akcję ratowniczą nie możemy sobie pozwolić na sprzęt niskiej jakości. Wiele osób stwierdzi, że należy wybrać sprzęt sprawdzonej marki i oczywiście jest to częściowo prawda choć w walce cenowej wielu producentów znacznie obniżyło właściwości jakościowe, a większość urządzeń bazuje na tych samych podzespołach. Ważniejsze jest aby dobrać sprzęt o odpowiednich parametrach oraz zwrócić uwagę na nowe rozwiązania technologiczne jak podczerwony sensor gazów wybuchowych czy detektor z systemem bezpieczeństwa ratownika.
Dostępne są 2 wariany urządzeń dyfuzyjne (gdzie gaz musi dojść do detektora) i wyposażony we wbudowaną pompkę zasysającą. Detektor dla straży pożarnej powinien być wyposażony w pompkę ponieważ większość zadań zaczyna się od zbadania atmosfery w danym pomieszczeniu.
Odporność detektora powinna być potiwerdzona stopniem ochrony IP67 (wodoodporność) oraz certyfikatem ATEX umożliwiającym używanie detektora w strefach zagrożenia wybuchem.
Sama konstrukcja detektora powinna posiadać duży podświetlany ekran widoczny w różnych warunkach i sygnalizacją optyczną z wielu stron. Oczywiście alarm powinien być także sygnalizowany akustycznie i wibracyjnie. Jednocześnie obsługa detektora powinna być możliwie prosta (najlepiej jednoprzyciskowa).

Multi Gas Clip Simple bezobsługowy detektor dla straży pożarnej.


Detektor dla straży pożarnej - eksploatacja

Eksploatacja detektora stanowi dużą część kosztów, a w ujęciu długoterminowym przekracza koszt jego zakupu. Na eksploatację składa się kilka elementów: kalibracje, wymiany sensorów, wymiany filtrów. Detektory z sensorem katalitycznym wymagają kalibracji co 6 miesięcy, a z sensorem podczerwonym co 12 miesięcy, wymiana sensora katalitycznego zależnie od eksploatacji może się wahać od 2 lat do 4 lat podczas gdy sensor podczerowny może pracować wiele lat. Wymiana filtrów zależy od eksploatacji i ważniejsze jest to czy mozna je samodzielnie wymieniać ponieważ eksploatacja nie moze polegać na ciągłych wizytach urządzenia w serwisie. Najwygodniejszym i praktycznym rozwiązaniem dla jednostek ratowniczych są detektory nie wymagające kalibracji ani ładowania typu Multi Gas Clip Simple.
Poniżej prezentujemy tabelę istotnych elementów eksploatacji, które warto wziąć pod uwagę.

Elementy eksploatacyjne detektora dla straży.
Typ miernika
Multi Gas Clip Pump
Multi Gas Clip Pump IR
Typ sensora
katalityczny
podczerwony
Czas życia sensora
do 4-5 lat
pow. 10 lat
Czasokres kalibracji
6 miesięcy
12 miesięcy
Wymiana filtrów
samodzielnie
specjalny wizjer
samodzielnie
specjalny wizjer