مقدمه
این پروتکل روشی را برای ارزیابی عملکرد دتکتورهای گاز سمی ارائه می‌دهد. یک برگه‌ی کاری نیز همراه آن است که راهنمای مفیدی برای ثبت عملکرد دتکتورهای گاز می‌باشد. همچنین می‌توان از آن به عنوان بخشی از گزارش نگهداری برای سیستم‌های کامل دتکتور گاز استفاده کرد. برای درک مزایای تجهیزات خاص دتکتور گاز، چندین پارامتر باید آزمایش شوند. این عوامل شامل زمان پاسخ، شرایط محیطی، تأثیر دما، دقت و حساسیت به مواد تداخل‌زا، زمان بازیابی، نشانگر خرابی، پایداری (درایفت) و تکرارپذیری در طول زمان می‌باشد. شرایط آزمون باید شبیه شرایط واقعی باشد؛ بنابراین شرایط آزمون باید محیط کاری (دما و رطوبت) را شبیه‌سازی کند. تجهیزات و مواد باید به‌طور متناسب انتخاب شوند. گازهای استفاده‌شده ممکن است بسیار سمی باشند. بنابراین، ضروری است که یک مهندس ایمنی آموزش‌دیده یا بهداشت صنعتی مسئول تولید این گازها باشد و گاز در یک محیط با تهویه مناسب تولید و با ایمنی تخلیه شود.
بیشتر بخوانید: ملاحظات کلیدی برای جانمایی مؤثر دتکتور گاز در تاسیسات صنعتی
تجهیزات و گاز آزمون
۱. هوای صفر برای کالیبراسیون صفر
در کاربردهایی که هوای محیط به‌طور معمول دارای سطح پایینی از گاز هدف است، برخی دتکتورها ممکن است به کالیبراسیون صفر با هوای “پاک” نیاز داشته باشند.
الف. هوای فشرده (فیلتر شده از طریق زغال فعال برای حذف اکثر گازهای ناخواسته و بخار آب)
ب. هوای صفر در بطری Lecture
۲. گاز اسپن برای آزمون ضربه و کالیبراسیون
برای دستیابی به بهترین دقت، ترکیبی از گاز هدف که در هوای محیط رقیق شده باشد، بهترین گاز کالیبراسیون است. با این حال، این معمولاً نیاز به اپراتور ماهر، تجهیزات دقیق و روش مرجع برای تحلیل غلظت گاز دارد. روش‌های زیر برای آماده‌سازی گاز برای آزمون ضربه و کالیبراسیون توصیه می‌شوند:
الف. بطری گاز کالیبراسیون یک‌بار مصرف (فشار پایین، پیش‌مخلوط با هوا یا نیتروژن)
این روش با رگولاتور جریان ثابت یا جریان تقاضا ساده‌ترین و عملی‌ترین روش برای آزمون ضربه دتکتورهای الکتروشیمیایی است (هم سیستم‌های استخراجی و هم دتکتور غیرفعال با کلاهک کالیبراسیون یا محفظه جریان).
برای سیستم‌های نمونه‌برداری استخراجی که غلظت گاز در بطری بالاتر از محدوده تشخیص است، می‌توان گاز آزمون را با رگولاتور جریان ثابت و اتصال T در خط نمونه‌برداری رقیق کرد. از رگولاتوری با نرخ جریان کمتر از نرخ جریان نمونه‌برداری استفاده شود و کیسه‌ی هوای تمیز در اتصال T نصب شود.
مثال: با استفاده از رگولاتور ۰٫۲۵ لیتر در دقیقه با هوای تمیز در اتصال T، غلظت گاز آزمون برای MIDAS با جریان حدود ۰٫۵ لیتر در دقیقه تقریباً نصف غلظت بطری خواهد بود.
می‌توان از بطری هوای صفر با رگولاتور جریان ثابت برای رقیق‌سازی استفاده کرد (و از اتصال T دیگر برای تخلیه مازاد در سیستم‌های استخراجی بهره برد). این روش برای سیستم‌های تشخیص غیرفعال نیز مؤثر است.
روش رقیق‌سازی بطری Lecture فقط برای آزمون ضربه مناسب است زیرا دقت مخلوط گاز به دقت جریان بستگی دارد.
نوع و غلظت گاز کالیبراسیون، لوله‌کشی نمونه، رگولاتورهای جریان و مبدل‌های کالیبراسیون، اجزای کلیدی زنجیره کالیبراسیون هستند. ابزار فقط به اندازه دقت گازی که با آن کالیبره شده، دقیق است.
با توجه به اینکه پایداری غلظت و عمر مفید به ترکیب گاز و نوع بطری بستگی دارد، از سیلندرهای بدون گواهی یا تاریخ‌گذشته استفاده نکنید.
بیشتر مواد شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر با نیتروژن مخلوط می‌شوند. اطمینان حاصل شود که تمام مواد در تماس با گاز از قبل با گاز نمونه آماده‌سازی شده‌اند.
برخی دتکتورها ممکن است برای خوانش صحیح به رطوبت نیاز داشته باشند. یک مرطوب‌کننده مانند “Nafion” می‌تواند به خط نمونه افزوده شود.
قبل از استفاده از مرطوب‌کننده، سازگاری آن با گاز هدف بررسی شود.
ب. کیسه‌ی نمونه‌گیری (Tedlar یا Teflon)
این روش برای سیستم‌های استخراجی و گازهای غیر واکنشی مناسب است، چه از سیلندر گاز پر شده باشد، چه از گاز رقیق شده یا دستگاه نفوذی.
ج. دستگاه نفوذی یا پخش‌کننده
دستگاه نفوذی در مقایسه با سیلندر کالیبراسیون استاندارد مزایایی دارد؛ از جمله ارائه غلظت‌های دقیق و دامنه وسیعی از غلظت‌ها که با تغییر نرخ جریان رقیق‌سازی یا دمای محفظه قابل تولید است.
با نرخ نفوذ مشخص و دمای معین، جریان ثابتی از هوا که با مواد شیمیایی نفوذ کرده مخلوط شده، گاز کالیبراسیون ثابتی تولید می‌کند.
دستگاهی با دمای ثابت و تنظیم جریان لازم است. دستگاه‌های قابل حمل به صورت تجاری موجودند.
پیش از استفاده، دستگاه‌های نفوذی باید در دمای کالیبراسیون و جریان حامل آماده‌سازی شوند تا نرخ به تعادل برسد.
بیشتر دستگاه‌ها به ۳۰ دقیقه تا ۳ ساعت برای رسیدن به تعادل نیاز دارند.
لوله‌های دیواره ضخیم، ترکیبات با فشار بخار پایین و ترکیبات هالوژنه معمولاً زمان بیشتری نیاز دارند.
بهترین روش، راه‌اندازی سیستم کالیبراسیون از روز قبل و اجازه دادن به رسیدن به تعادل تا صبح است.
آزمون‌های مکرر در بازه زمانی مشخص انجام شود تا تعادل حاصل شود.
گاز آزمون می‌تواند در کیسه‌ی گاز نمونه‌گیری پر شود، به دتکتور غیرفعال خورانده شود، یا مستقیماً در حالت اتصال T با خروجی تخلیه (Overflow) به سیستم Span وارد شود.
در دستگاه‌های تولید گاز نفوذی قابل حمل، ممکن است فیلتر زغال فعال برای هوای حامل/رقیق‌کننده پیش از محفظه نفوذی وجود داشته باشد؛ گاز تولیدشده خشک‌تر از هوای محیط خواهد بود، و برای برخی گازها و دتکتورها به رطوبت بیشتر نیاز خواهد بود (مانند Nafion).
بیشتر بخوانید: مکان‌های مناسب برای نصب دتکتور گاز و اهمیت جانمایی صحیح در ایمنی
آزمون زمان پاسخ (Time Response)
برای اندازه‌گیری عملکرد واقعی دتکتور، پاسخ سیستم به غلظت مشخصی از گاز آزمون با زمان ثبت‌شده برای رسیدن به ۹۰٪ مقدار پایدار (T₉₀) اندازه‌گیری می‌شود.
این آزمون باید در دمای محیط (معمولاً ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد) و با جریان گاز مشخص انجام شود.
آزمون دما و رطوبت (Temperature and Humidity Test)
برای بررسی تأثیر دما و رطوبت، عملکرد دتکتور باید در دمای پایین و بالا (مثلاً ۰°C و ۵۰°C) و رطوبت نسبی بالا (تا ۹۰٪ RH) مورد آزمون قرار گیرد. این آزمون تأثیر شرایط محیطی را بر دقت و پاسخ دتکتور بررسی می‌کند.
آزمون حساسیت به گازهای تداخلی (Cross Sensitivity Test)
دتکتور باید در معرض گازهای غیرهدف قرار گیرد تا بررسی شود آیا به آن‌ها پاسخ می‌دهد یا خیر. گازهایی مانند CO₂، H₂، CH₄، بخارهای آلی، یا ترکیبات مشابه باید به عنوان گازهای تداخلی استفاده شوند.
در صورت وجود پاسخ، درصد انحراف و میزان خطا در خروجی ثبت می‌شود.
آزمون پایداری (Drift Test)
دتکتور باید به مدت چندین ساعت (یا چند روز بسته به طراحی سیستم) در هوای پاک یا گاز استاندارد نگهداری شود و تغییرات خروجی آن پایش شود. تغییر در خروجی در طول زمان باید در محدوده قابل قبول باشد.
آزمون تکرارپذیری (Repeatability Test)
گاز آزمون با غلظت ثابت باید چندین بار به دتکتور اعمال شود و مقدار پاسخ در هر بار ثبت شود. انحراف معیار پاسخ‌ها نباید بیشتر از محدوده مجاز تعیین‌شده توسط سازنده باشد.
آزمون بازیابی (Recovery Test)
پس از قرار گرفتن در معرض گاز هدف، دتکتور باید به شرایط اولیه خود بازگردد. زمان لازم برای بازگشت به صفر یا مقدار پایدار اولیه ثبت می‌شود. اگر دتکتور به زمان طولانی برای بازیابی نیاز داشته باشد، باید در مستندات ذکر شود.
آزمون نشانگر خرابی (Fault Indication Test)
در صورتی که دتکتور مجهز به مدار تشخیص خرابی باشد، شرایط خرابی باید شبیه‌سازی و بررسی شود که آیا دتکتور به‌درستی هشدار خرابی را اعلام می‌کند یا خیر (مانند قطع تغذیه، عدم دریافت سیگنال، خراب شدن سنسور و …).
تکمیل برگه کاری (Test Record Sheet)
تمام اطلاعات آزمون، نتایج اندازه‌گیری، نوع گاز، تاریخ آزمون، مشخصات دتکتور (شماره سریال، مدل، محل نصب) و شرایط آزمون باید در برگه‌ی کاری ثبت شود تا به‌عنوان سندی برای ارزیابی عملکرد دتکتور در آینده و مستندسازی نگهداری مورد استفاده قرار گیرد.
