สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงงานปิโตรเคมี เพื่อความปลอดภัยเราจำเป็นที่ต้องติดตั้งระบบการตรวจจับก๊าซรั่วเพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นต่อทรัพย์สินและสิ่งแวดล้อม ถ้าหากก๊าซที่รั่วออกมามีความเป็นพิษสูง หรือมีความไวไฟ อาจเกิดอันตรายถึงชีวิตเลยก็เป็นได้ เพราะฉะนั้นเราจึงจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่คอยแจ้งเตือนเหตุผิดปกติเหล่านี้ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ Gas detector นั่นเอง
จากบทความก่อนหน้าแอดเองได้นำเสนอ Gas detector ชนิด Catalytic bead ไปแล้ว ซึ่งในวันนี้แอดจะขอนำเสนออีกหนึ่งเทคโนโลยีที่มีความนิยมนั่นก็คือ Gas detector ชนิด IR (Infrared) นั่นเอง
หลักการทำงานของ Gas detector ชนิด IR
หลักการทำงานของ Gas detector อาศัยหลักการในการดูดซับคลื่น Infrared ตามชนิดของก๊าซ ซึ่งก๊าซจะถูกดูดเข้ามาในห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) โดยจะมีแหล่งกำเนิด Infrared ฉายไปที่ห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) และอีกด้านหนึ่งจะมีตัวรับเพื่อจับความเข้มของ Infrared แล้วส่งต่อไปยังหน่วยปรับแต่งสัญญาณต่อไป ซึ่งถ้าหากปริมาณก๊าซรั่วถูกดูดเข้าไปยังห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) เป็นปริมาณที่มาก การดูดกลืน Infrared ของก๊าซก็จะดูดกลืนได้มากแบบแปรผันตรง
ส่วนประกอบหลักๆของ Gas detector ชนิด IR
1) แหล่งกำเนิด Infrared
แหล่งกำเนิด Infrared จะต้องสร้างการแผ่รังสีที่เพียงพอต่อการใช้งานและต้องมีความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับการตรวจจับชนิดของก๊าซที่รั่วออกมา ตัวปล่อยรังสีอินฟราเรดจะปล่อยคลื่นที่มีความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันกับก๊าซที่เราต้องการจะตรวจจับซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็น Heated filament หรือ LED เป็นตัวกำเนิดรังสี Infrared
2) ห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber)
ห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) เป็นพื้นที่ในการเก็บก๊าซที่ถูกสุ่มเข้ามาซึ่งจะทำการเก็บชั่วคราวเพื่อทำการวัดหลังจากนั้นจะทำการระบายออก โดยห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) จะอยู่ระหว่างแหล่งกำเนิดรังสี Infrared และตัวรับรังสี Infrared
3) ตัวปรับแสง (Modulating light)
ตัวปรับแสง (Modulating light) หรือบางแห่งเรียกว่า Beam splitter แหล่งกำเนิดแสงจะต้องได้รับการปรับแต่งเพื่อให้เครื่องตรวจจับและวงจรที่เกี่ยวข้องทำงานได้อย่างถูกต้อง อาจมีตัวกรองแสงหรือสิ่งรบกวนต่างๆออกไป
4) ตัวรับ (Detector)
ตัวรับ (Detector) ของ Gas detector หรือ เครื่องตรวจจับจะวัดความเข้มของรังสีอินฟราเรดที่ผ่านห้องเก็บตัวอย่าง อาจเป็นโฟโตไดโอด หรือเครื่องตรวจจับอื่นๆ ที่เหมาะสม
5) ชุดปรับแต่งสัญญาณ (Signal Processing Unit)
ชุดปรับแต่งสัญญาณ (Signal Processing Unit) จะรับเอาต์พุตของตัวรับ (Detector) และทำการคำนวณและปรับแต่งสัญญาณ เพื่อกำหนดความเข้มข้นของก๊าซ อาจรวมถึงชุดขยายสัญญาณ ตัวกรอง และอัลกอริธึมการประมวลผลข้อมูล
ข้อดีของ Gas detector ชนิด IR
- Sensor ชนิด IR มีอายุการใช้งานที่นานกว่า Catalytic Bead เนื่องจาก Catalytic Bead เมื่อตรวจจับ gas จะเกิดการเผาไหม้ซึ่งจะทำให้ตัว sensor เสื่อมสภาพเร็วกว่า
- Sensor ชนิด IR ทนต่อสภาพแวดล้อมดีกว่า ซึ่ง Catalytic Bead จะอยู่ในสภาวะที่ต้องระวัง Poisoning หรือความเป็นพิษต่อ sensor
- Sensor ชนิด IR จะมีการตอบสนองต่อก๊าซที่รั่วออกมาได้เร็วกว่า
หลายๆท่านอ่านมาถึงตรงนี้ก็สงสัยว่า อ้าวในเมื่อมันดีกว่าขนาดนี้ทำไมจึงยังต้องมี Catalytic Bead ด้วย มาถึงข้อจำกัดของ Gas detector ชนิด IR ตามด้านล่างครับ
ข้อจำกัดของ Gas detector ชนิด IR
- ก๊าซที่เราจะวัด ต้องมีคุณสมบัติในการดูดซับ Infrared ซึ่งก๊าซบางชนิดไม่สามารถดูดซับ Infrared ได้
- การบดบังการฉายรังสี Infrared หากมีสิ่งผิดปกติหรือสิ่งแปลกปลอมเข้าไปบังการฉายรังสีในห้องเก็บตัวอย่าง (Sample chamber) อาจทำให้เกิดสัญญาณแจ้งเตือน Beam block ได้
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
#นายช่างมาแชร์