La détection de gaz dangereux peut sauver des vies

Une augmentation du nombre de gaz dangereux constitue une grave menace pour l'humanité en général et pour les travailleurs de nombreuses industries

Ces gaz peuvent provenir de sources naturelles ou artificielles telles que les industries chimiques, le raffinage du pétrole, la pierre, le plastique et la transformation des aliments. En raison du risque de fuite dans l'environnement, des procédures de sécurité sont nécessaires pour protéger l'environnement et les travailleurs. Différents types de détecteurs de gaz sont utilisés pour détecter différents gaz tels que des polluants courants comme le monoxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène, le chlorure de sulfonyle, la phosphine et le chlorure de nitrosyle.

CAPTEURS CATALYTIQUES

Les capteurs Pellistor/Catalytic Bead (CB), qui existent depuis près d'un siècle, peuvent réagir aux gaz inflammables tels que l'hydrogène, l'oxygène, le sulfure d'hydrogène, le méthane, le butane, le propane et le monoxyde de carbone. Ils comportent deux billes : une bille active recouverte d'un catalyseur, qui réduit la température à laquelle le gaz qui l'entoure s'enflamme. Suite à la combustion, cette bille s'échauffe, provoquant une différence de température entre elle et une bille de référence. La chaleur fait varier la résistance en fonction du type et de la concentration du gaz.
Puisque la perle est une branche d'un pont de Wheatstone, ce changement de résistance produit un signal de tension de sortie.

Les capteurs de combustibles à billes catalytiques sont rapides et précis lorsqu’ils sont utilisés pour détecter un seul gaz. Cependant, cette technologie est sujette à l’empoisonnement des capteurs suite à l’exposition aux silicones et aux composés du plomb. De plus, dans les capteurs de détection de gaz multiples, ces détecteurs peuvent donner des lectures erronées pour tous les autres gaz s'ils sont calibrés pour un seul gaz. Le choix correct du gaz combustible pour l’étalonnage dépend de l’application industrielle et du(des) danger(s) potentiel(s) lié(s) au gaz de cette industrie particulière. Par exempleample, pour un distributeur de propane, le danger est le propane ; dans les égouts, le principal danger est le méthane.

Dans un environnement complexe avec plusieurs gaz combustibles, un certain nombre de questions doivent être prises en compte lors du choix d'un capteur, notamment la limite inférieure d'explosivité (LEL) — la concentration la plus faible (en pourcentage de volume) d'un gaz dans l'air capable de produire un éclair de feu en présence d'une source d'inflammation.

• Quels sont les gaz combustibles ?
• Quel gaz est le plus répandu ?
• Quelles sont leurs concentrations en pourcentage de LEL?
• De quel type de capteur avez-vous besoin : un seul gaz ou plusieurs gaz ?

Capteurs MPS (Molecular Property Spectrometer), une technologie exclusive de NevadaNano (Sparks, NV), peut détecter la présence de gaz inflammables ou combustibles, y compris des mélanges, et les classer en hydrogène, méthane, gaz léger, gaz moyen ou gaz lourd. Ils peuvent détecter rapidement un large spectre de gaz combustibles, notamment l’hydrogène et les hydrocarbures lourds.
Les capteurs MPS, contrairement aux capteurs à billes catalytiques, ne peuvent pas être empoisonnés car la mesure est basée sur des propriétés physiques plutôt que sur des réactions chimiques. Ils ne nécessitent pas d'étalonnage et offrent une fonction de sécurité et des diagnostics intégrés pour avertir l'utilisateur si un capteur devient inutilisable ou compromis.

Le transducteur du capteur de gaz inflammables MPS est une membrane micro-usinée avec un réchauffeur Joule intégré et un thermomètre à résistance. Le transducteur du système microélectromécanique (MEMS) est monté sur une carte de circuit imprimé et emballé dans un boîtier robuste ouvert à l'air ambiant. La présence d'un gaz inflammable provoque des modifications des propriétés thermodynamiques du mélange air/gaz qui sont mesurées par le transducteur.

UNE APPROCHE SYSTÈME DE SURVEILLANCE DE LA SÉCURITÉ PERSONNELLE

Surveillance universelle des sites (USM) — Darwin NT, Australie — a conçu et développé un système intégré de dispositifs portables de surveillance de la sécurité personnelle, de centres de communication et de logiciels de reporting et de gestion. Le moniteur de sécurité personnel portable Hero est disponible dans une version standard, le modèle 825, et un ATEX/IECEx version certifiée, modèle 715.
Il détecte le monoxyde de carbone (CO), le sulfure d'hydrogène (H₂S), gaz explosifs (LEL), et l'oxygène (O₂), utilisant des capteurs catalytiques. Il comprend un microcontrollers, des capteurs de gaz, un capteur de température, un accéléromètre, un gyroscope, un haut-parleur pour les alarmes sonores, un module cellulaire, GNSS et Zigbee. Les capteurs de gaz utilisent un module convertisseur analogique-numérique (ADC) externe, qui convertit la sortie analogique des capteurs au format numérique.

Les données numériques sont transférées vers un microcontroller en utilisant un je²Protocole de communication série C. L'accéléromètre et le gyroscope, ainsi que le GNSS, sont utilisés pour déterminer la position du travailleur, sa vitesse sur le sol, son élévation, ses glissades, ses trébuchements et ses chutes. Le système d'alerte et de navigation intelligent Universal Data Interface (UDI) est une application Web développée pour la salle de contrôle, permettant de surveiller les données en direct provenant du moniteur de sécurité personnel.

Le moniteur de sécurité personnel affiche toutes les données sur un écran LCD et les envoie à l'interface de données universelle pour une surveillance, une analyse, une configuration et une communication en temps réel, en utilisant le réseau disponible, soit cellulaire, GNSS ou Zigbee. La société a combiné le matériel et le logiciel d'alerte et de navigation intelligents de l'interface universelle de données (UDI) dans une solution de sécurité des travailleurs connectée avec une connectivité cellulaire 2G/3G/4G intégrée.

Les déclencheurs et les alarmes peuvent être réglés à distance depuis une salle de contrôle pour une détection de concentration de gaz élevée ou faible, et le niveau des alarmes peut également être configuré en fonction des exigences du site. L'opérateur à distance peut définir différents stades d'alarmes, alarmes critiques ou d'avertissement, et les régler en réponse à des concentrations spécifiques des quatre gaz détectés. Par exempleample, l'utilisateur peut régler le déclencheur d'avertissement/l'alarme en réponse à 10 PPM de monoxyde de carbone ou moins ou peut changer le niveau d'alarme d'avertissement à critique en réponse à 100 PPM de monoxyde de carbone ou plus.

Cet article a été rédigé par Umer Farooq, ingénieur technico-commercial chez Universal Site Monitoring (Darwin NT, Australie).