Cảm biến khí gas là một loại cảm biến chuyên dùng để đo lường và giám sát hàm lượng khí trong không khí trong các ứng dụng công nghiệp và môi trường để đảm bảo sự an toàn cho con người và môi trường sống. 

CẢM BIẾN KHÍ GAS LÀ GÌ?

Cảm biến khí gas là thiết bị dùng để phát hiện và đo lường các loại khí có trong môi trường xung quanh hoặc các ứng dụng đo lường nồng độ khí trong công nghiệp. Các loại khí gas này có thể là khí độc hại, nổ, cháy, hoặc có khả năng gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và môi trường làm việc.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN RÒ RỈ KHÍ GAS

Cảm biến rò rỉ khí gas hoạt động dựa trên nguyên lý rằng các loại khí khác nhau sẽ tương tác với các chất khác nhau và có thể làm thay đổi điện trở của vật liệu dẫn điện, chẳng hạn như chất bán dẫn hoặc oxide kim loại. Khi khí gas tương tác với vật liệu dẫn điện, nó sẽ làm thay đổi điện trở của vật liệu này. Cảm biến sử dụng một mạch chuyển đổi để đo lường điện trở này và phát hiện sự thay đổi khi có sự hiện diện của khí gas.

Ngoài việc dùng máy đo khí gas để phát hiện các sự cố về khí gas gây ra, bạn cũng có thể sử dụng một số loại cảm biến khí gas khác nhau, chẳng hạn như cảm biến điện hóa, cảm biến bán dẫn, cảm biến hồng ngoại, và cảm biến quang học. Mỗi loại cảm biến này đều có những ứng dụng và đặc điểm riêng biệt, tùy thuộc vào mục đích sử dụng.

CẢM BIẾN KHÍ GAS BÁN DẪN - SEMICONDUCTOR

Cảm biến khí gas bán dẫn hoạt động bằng cách sử dụng phần tử bán dẫn như một đơn vị đo lường. Khi khí đi qua ô đo, nó tương tác với bề mặt phần tử bán dẫn và gây ra phản ứng oxi hóa khử, dẫn đến sự thay đổi điện trở hoặc điện thế của phần tử. Việc đo lường mức khí dựa trên sự thay đổi này và được xác định bởi sự hiện diện hoặc vắng mặt của khí và lượng khí có trong mẫu. 

CẢM BIẾN KHÍ GAS ĐIỆN HÓA - ELECTROCHEMICAL

Cảm biến khí gas điện hóa là một loại cảm biến dùng để đo lường hàm lượng khí trong môi trường bằng cách sử dụng hiện tượng điện hóa.  Nguyên lý hoạt động của cảm biến này là khi khí gas đi qua điện cực của cảm biến, nó sẽ tương tác với bề mặt của điện cực và gây ra một phản ứng điện hóa. Sự thay đổi trong phản ứng điện hóa này sẽ dẫn đến sự thay đổi trong dòng điện hoặc điện thế của điện cực. Các thông số này sẽ được đo và chuyển đổi thành tín hiệu điện tử để hiển thị hoặc lưu trữ.

Cảm biến khí gas điện hóa được sử dụng phổ biến trong các dòng máy đo khí độc, máy đo khí gas hay các dòng máy dò khí CO, NH3, NO2,O2 để kiểm soát chất lượng không khí hoặc trong các quy trình sản xuất công nghiệp để đảm bảo an toàn và hiệu quả. 
Một số loại khí có thể được đo lường bằng cảm biến này bao gồm khí CO2, khí mê-tan, khí axit nitric, khí sulfur dioxide và khí Ammonia.

CẢM BIẾN KHÍ GAS HỒNG NGOẠI - NDIR

Cảm biến rò rỉ khí gas hồng ngoại NDIR (Non-Dispersive Infrared) là một loại cảm biến được sử dụng để phát hiện và đo lường hàm lượng khí trong không khí bằng cách sử dụng công nghệ phổ hấp thụ hồng ngoại. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này là khi khí đi qua các bộ lọc hấp thụ hồng ngoại, nó sẽ hấp thụ một số bước sóng hồng ngoại cụ thể. Bằng cách so sánh độ hấp thụ giữa không khí trước và sau khi đi qua bộ lọc, ta có thể xác định hàm lượng khí trong không khí.

Cảm biến rò rỉ khí gas NDIR được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng liên quan đến an toàn và bảo vệ môi trường, như trong việc phát hiện rò rỉ khí trong các quá trình sản xuất công nghiệp hoặc trong các hệ thống khí đốt như các ống dẫn khí hoặc đường ống khí. 
 
CẢM BIẾN KHÍ GAS XÚC TÁC

Cảm biến khí gas xúc tác là một loại cảm biến được sử dụng để phát hiện và đo lường hàm lượng khí trong không khí bằng cách sử dụng nguyên lý hoạt động của phản ứng xúc tác giữa chất khí và chất xúc tác. Các cảm biến này thường được sử dụng để phát hiện các khí độc, như khí CO, NOx và SO2, trong các ứng dụng công nghiệp, giao thông và hóa học. Nguyên lý hoạt động của cảm biến khí gas xúc tác là khi khí đi qua các bề mặt chất xúc tác, chúng sẽ tương tác với các phần tử của chất xúc tác và phản ứng để tạo ra các sản phẩm khí khác nhau. 

Cảm biến khí gas công nghiệp sử dụng trong các cơ sở, cửa hàng bắt buộc phải có biện pháp phòng ngừa liên quan đến các rủi ro phát sinh từ khí khi việc sử dụng khí ngày càng tăng trong nhiều ngành công nghiệp.

Các loại khí khác nhau được sử dụng trong quy trình này có thể gây ra ngộ độc và nguy cơ cháy/nổ. Hệ thống phát hiện khí nên được sử dụng để kiểm soát các mối nguy hiểm này. Hệ thống phát hiện khí phải có khả năng phát hiện tất cả các mối nguy hiểm tiềm ẩn và đưa ra cảnh báo kịp thời để có thể thực hiện hành động cần thiết.

CÔNG NGHỆ CỦA CẢM BIẾN KHÍ GAS

Hiệu suất của hệ thống phát hiện khí gas phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Sự phù hợp của công nghệ phát hiện được lựa chọn.
- Số lượng và vị trí các đầu dò.
- Điều kiện môi trường.

Để hệ thống được thiết kế phù hợp, hiệu suất của hệ thống phải được xác định có tính đến các mối nguy tiềm ẩn trong mỗi đơn vị xử lý. Kiến thức chuyên sâu về các quy trình và công nghệ cảm biến là cần thiết để thiết kế chính xác. Ngoài ra, cần đảm bảo rằng các tính chất cơ và điện của máy dò phù hợp với môi trường và vị trí mà chúng sẽ được lắp đặt. Khi quyết định sử dụng công nghệ, điều quan trọng là phải đánh giá khả năng xảy ra cảnh báo sai. Cảnh báo sai có thể kích hoạt việc tắt máy khẩn cấp, gây ra vấn đề cho tính liên tục của quy trình. Hệ thống phát hiện được chứng nhận về hiệu suất có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu khả năng xảy ra cảnh báo sai và kích hoạt không mong muốn.

YÊU CẦU CỦA CẢM BIẾN KHÍ GAS

Nhiều mối nguy hiểm khác nhau có thể xảy ra tùy thuộc vào loại khí được sử dụng, đặc tính của khí và cách chúng được sử dụng trong cơ sở. Ví dụ, người ta cũng gặp phải khí H2S khi khai thác khí tự nhiên và H2S là một loại khí đặc biệt độc hại. Trong trường hợp này, nên lựa chọn máy dò có tính đến cả nguy cơ cháy/nổ và ngộ độc. Ngoài ra, nên ưu tiên sử dụng cảm biến hồng ngoại cho các loại khí dễ cháy vì H2S sẽ ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ và hiệu suất của cảm biến xúc tác/bột viên. Tất cả các cơ sở công nghiệp đều sử dụng các hệ thống khác nhau cho chức năng sưởi ấm và làm mát như một phần của quy trình trong nhà máy.

Thiết kế hệ thống giám sát khí GAS phải bao gồm các hệ thống bổ sung này bằng cách xem xét các đặc điểm của chúng. Nói chung, nguy cơ cháy/nổ được coi là vấn đề chính trong việc làm mát. Nhưng các loại khí được sử dụng trong các hệ thống này như khí freon, pentane, amoniac và loại A2L đều có những đặc tính khác nhau. Do đó, công nghệ và phạm vi phát hiện để giám sát các loại khí này sẽ khác nhau. Có nhiều điểm rò rỉ tiềm ẩn trong một cơ sở và nguy cơ ngộ độc, cháy và nổ tùy thuộc vào chúng. Cần sử dụng nhiều công nghệ và máy dò khác nhau phù hợp với loại khí và nguyên lý làm việc của thiết bị được sử dụng trong quy trình.

Nếu lỗi của các thành phần hệ thống được sử dụng sẽ ảnh hưởng đến sự an toàn hoặc tính liên tục thì việc sử dụng dự phòng các thành phần này có thể là một giải pháp thích hợp bất chấp chi phí bổ sung. Ví dụ: nếu các hệ thống giám sát riêng biệt được sử dụng cho từng đơn vị xử lý trong một cơ sở thì sự cố của các hệ thống này có thể không ảnh hưởng đến toàn bộ cơ sở. Tuy nhiên, nếu hệ thống phát hiện cháy và/hoặc khí đang quản lý toàn bộ cơ sở thì sự cố sẽ dẫn đến mất hoạt động sản xuất trên toàn cơ sở.

Ngoài ra, cần tính đến các điều kiện địa lý và môi trường của cơ sở khi cấu hình biểu quyết được xác định trong trường hợp sử dụng dự phòng. Ví dụ: nếu biết hướng của dòng không khí, hai máy dò có thể được đặt ở những khoảng cách nhất định (5m, 10m) trong một khu vực và chúng có thể được đưa ra cảnh báo bằng cách biểu quyết. Trong trường hợp môi trường ngoài trời, thực tế có thể cần một đám mây khí lớn tiếp cận cả hai máy dò để tạo ra cảnh báo và mức cảnh báo phải được xác định là dưới 20% LEL để tạo cảnh báo biểu quyết thích hợp.

Để hệ thống phát hiện khí GAS hoạt động hiệu quả, nó phải hoạt động hài hòa và cùng với tất cả các bộ phận sẽ đảm bảo an toàn trong trường hợp nguy hiểm. Một hệ thống kiểm soát tốt phải có khả năng phát hiện các mối nguy hiểm một cách đáng tin cậy, đưa ra cảnh báo bằng âm thanh và hình ảnh cũng như chỉ ra vị trí của từng mối nguy hiểm. Khả năng tự động hóa trên máy tính cho phép giám sát từ xa các cơ sở cũng ngày càng trở nên quan trọng.

Bất cứ nơi nào hệ thống phát hiện khí GAS được lắp đặt trên thế giới, hệ thống đó phải được thiết kế phù hợp với tất cả các quy tắc và tiêu chuẩn hiện hành. Khả năng tương thích của hệ thống phụ thuộc vào thực tế là các thiết bị được sử dụng được sản xuất theo các tiêu chuẩn này và chúng có các chứng chỉ cần thiết.

Cảm biến đo khí GAS cần có công nghệ cần thiết để đảm bảo an toàn cho cơ sở vật chất bằng cách tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn ngành và quy trình công nghiệp. Sản phẩm của nó được ghi nhận bởi các tổ chức có uy tín quốc tế. Biết rằng mỗi cơ sở đều có những đặc điểm riêng và hoạt động với hiểu biết rằng không có cơ sở nào giống nhau.

Sensors Việt Nam là nhà phân phối cảm biến đo khí GAS hàng đầu Việt Nam. Chúng tôi cung cấp cho các bạn các giải pháp chính xác và hiệu quả nhất trong lĩnh vực đo và giám sát nồng độ khí GAS trong công nghiệp và các ứng dụng giám sát nồng độ khí GAS chống cháy nổ, dầu khí và hàng hải.