("PID") z lampą 10.6 eV.

www.atestgaz.pl
Własności eksploatacyjne czujników gazu
wyposażonych w sensory fotojonizacyjne
("PID") z lampą 10.6 eV.
1. Informacje wstępne
niniejszy dokument dotyczy sensorów wyposażonych w lampy 10.6 eV,
substancją odniesienia (kalibracyjną) sensorów PID jest izobutylen (typowo 100ppm).
2. Wykrywane substancji
Czujniki wyposażone w sensory fotojonizacyjne są przeznaczone do pomiaru i wykrywania obecności
substancji w atmosferach gazowych, których energia jonizacji jest niższa od 10.6 eV. Są to głównie lotne
związki organiczne, z pewnymi wyjątkami (np. NH3, H2S).
3. Przeznaczenie
Dzięki bardzo dużej czułości na śladowe ilości substancji (w stężeniach rzędu pojedynczych "ppm" *1)),
sensory PID mogą być stosowane do monitorowania obecności związków chemicznych (np.
rozpuszczalników, alkoholi, paliw), pod kątem:
ich toksyczności (progi alarmowe rzędu "ppm"),
ich obecności (wykrywanie rozszczelnień instalacji).
Mogą być również stosowane zamiennie do np. sensorów katalitycznych *3) tam gdzie:
obecne są stałe substancje trujące dla sensorów katalitycznych,
niezbędny jest szybki czas reakcji,
konieczne jest wykrywanie związków organicznych w atmosferach o niskiej zawartości tlenu.
4. Ograniczenia stosowania
sensor wyposażony w lampę UV 10.6 eV nie będzie reagował na takie substancje jak metan,
propan, acetylen, metanol, formaldehyd gdyż ich energia jonizacji jest wyższa od 10,6 eV
sensor nie nadaje się do pracy w atmosferze bardzo brudnej bądź też o stale utrzymującej się
wysokiej wilgotności *2)
Atest-Gaz A. M. Pachole sp. j.
ul. Spokojna 3, 44-109 Gliwice
NIP: 969-143-32-31
•
tel.: +48 32 238 87 94
fax: +48 32 234 92 71
e-mail: [email protected]
DOK-349 R03
s. 1|3
www.atestgaz.pl
5. Zasada działania
W sensorze PID mierzony gaz przechodzi przez wiązkę promieniowania UV (2) generowaną przez lampę 10.6
eV (3) o energii wystarczającej do wybicia elektronów z jego cząsteczek – czyli ich jonizacji. W wyniku tego
procesu uzyskuje się strumień jonów dodatnich (kationów) oraz ujemnych (1) (anionów). Jeśli teraz gaz ten
znajdzie się pomiędzy dwoma elektrodami (4, 5) do których przyłożono różnicę potencjałów (7), obydwa
rodzaje cząstek popłyną w odpowiednio przeciwnych kierunkach. W obwodzie pojawi się prąd, o natężeniu
proporcjonalnym do stężenia gazu. Sygnał ten wystarczy wzmocnić (6) i zmierzyć aby uzyskać informację o
stężeniu.
6. Zakres pomiarowy
Górna granica zakresu pomiarowego to typowo stężenia rzędu 2000 ppm izobutylenu, ale jest ona
każdorazowo dobierana odpowiednio do aplikacji,
dolna granica zakresu pomiarowego - próg czułości zależny od rodzaju zastosowanej lampy.
Typowo przyjmuje się, iż próg czułości to 0.1 ppm izobutylenu.
7. Selektywność
Sensor PID nie jest selektywny - reaguje (z różną czułością) na wszystkie substancje palne o energii jonizacji
niższej niż energia promieniowania zastosowanej lampy UV. Współczynniki odpowiedzi na poszczególne
substancje można znaleźć w literaturze, dostępne są również u producenta.
8. Wpływ temperatury
Temperatura ma wpływ na charakterystykę sensora. Jej wpływ jest kompensowany na drodze
elektronicznej.
9. Wpływ wilgotności
Sensory fotojonizacyjne nie są w stanie zjonizować pary wodnej, jednakże para wodna ma zdolność do
pochłaniania tego promieniowania, co skutkuje dwoma efektami:
wrażliwość na wilgotność. Przy podaniu na sensor czystego powietrza o zmiennej wilgotności
odpowiedź sensora nie powinna przekroczyć 2 ppm dla wilgotności względnej 90%, względem
gazu suchego.
obniżenie czułości na gaz roboczy. Przy podaniu na sensor gazu kalibracyjnego (100ppm
izobutylenu) o zmiennej wilgotności utrata sygnału sensora nie powinna przekroczyć 20% dla
wilgotności względnej 90%, względem gazu suchego.
Powyższe dane dotyczą temperatury otoczenia rzędu 20°C.
Atest-Gaz A. M. Pachole sp. j.
ul. Spokojna 3, 44-109 Gliwice
NIP: 969-143-32-31
•
tel.: +48 32 238 87 94
fax: +48 32 234 92 71
e-mail: [email protected]
DOK-349 R03
s. 2|3
www.atestgaz.pl
10. Pozostałe zakłócenia:
Poniższe czynniki mogą prowadzić do utraty czułości przez sensor:
stale utrzymująca się wysoka wilgotność prowadząca do kondensacji na sensorze,
stała obecność związków polimeryzujących,
stała obecność substancji mogących osiadać na elementach sensora - także wysokich stężeń gazu
roboczego,
dotyk ręką elementów sensora.
11. Czas życia sensora
Użytkownik powinien liczyć się z koniecznością wymiany:
lampy UV - nie częściej niż raz na 8 miesięcy,
komory jonizacyjnej, filtrów - stosownie do potrzeb, wynikających z warunków eksploatacji
urządzenia.
Powyższe elementy są elementami eksploatacyjnymi, objętymi gwarancją zakładającą dotrzymanie
odpowiednich warunków eksploatacji.
Następujące czynniki mają wpływ na ich czas życia:
niektóre substancje mogą osiadać na elementach optyki lampy (oraz komory jonizacyjnej) – co
będzie prowadziło do stopniowego obniżania czułości sensorów. Odpowiednia okresowa
konserwacja (czyszczenie) pozwoli na przywrócenie sprawności lampy
niektóre substancje organiczne (np. etylen, estry, styren) mogą polimeryzować pod wpływem
promieniowania UV. Będzie to prowadziło do stopniowego obniżania czułości sensorów i efekt ten
niekoniecznie będzie odwracalny poprzez proces konserwacji. Remedium może być częstsza
wymiana lampy - Użytkownik powinien być świadomy takiej konieczności, bądź też układ z
samoczynnym czyszczeniem lampy *2).
zakładając iż sensor będzie pracował przez większość czasu w atmosferze pozbawionej substancji
polimeryzujących, jego czas życia należy szacować na nie mniej niż 6000 godzin, co jest
odpowiednikiem ośmiu miesięcy eksploatacji.
12. Niezawodność, konserwacja
Ze względu na opisane powyżej właściwości sensora, szczególnie możliwość zabrudzenia,
konieczne jest dokonywanie okresowych sprawdzeń poprawności działania sensora. Sprawdzenia te
powinny odbywać się nie rzadziej niż raz na pół roku, a w instalacjach krytycznych (ze względu na
bezpieczeństwo, obecność substancji zakłócających bądź częstą ekspozycję sensora na wysokie
stężenia gazu roboczego) - wg indywidualnie ustalonego harmonogramu (np. raz na kwartał)
*1)
"ppm" - "parts per milion" - jednostka miary objętości. 1ppm = 10-4 %
*2)
w takim wypadku konieczne jest wykonanie układu z wstępnym przygotowaniem próbki. Prosimy o
kontakt z producentem
*3)
w odpowiednio mniejszym zakresie pomiarowym
Dokument opracowano w oparciu o:
• dane producentów sensorów,
• normę PN-EN 60079-29-2,
• doświadczenia własne Producenta
Atest-Gaz A. M. Pachole sp. j.
ul. Spokojna 3, 44-109 Gliwice
NIP: 969-143-32-31
•
tel.: +48 32 238 87 94
fax: +48 32 234 92 71
e-mail: [email protected]
DOK-349 R03
s. 3|3