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 les polluants courants tels que 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 ont deux billes :une bille active recouverte d'un catalyseur, qui réduit la température à laquelle le gaz qui l'entoure s'enflamme. Sous l'effet de 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. Étant donné que la perle est une jambe d'un pont de Wheatstone, ce changement de résistance produit un signal de tension de sortie. Les capteurs de combustible à perle catalytique sont rapides et précis lorsqu'ils sont utilisés pour détecter un seul gaz. Cependant, cette technologie est sujette à l'empoisonnement des capteurs dû à l'exposition aux silicones et aux composés de plomb.

De plus, dans les capteurs de détection de gaz multiples, ces détecteurs de capteur peuvent donner de fausses lectures pour tous les autres gaz s'ils sont calibrés sur un seul gaz. Le choix correct du gaz combustible pour l'étalonnage dépend de l'application industrielle et du ou des risques potentiels de gaz de cette industrie particulière. Par exemple, 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, le plus important étant la limite inférieure d'explosivité (LIE) - 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 la LIE ?

• De quel type de capteur avez-vous besoin :monogaz ou multigaz ?

Les capteurs de spectromètre de propriétés moléculaires (MPS), une technologie exclusive de NevadaNano (Sparks, NV), peuvent 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, y compris 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 n'ont pas besoin d'étalonnage et offrent une fonction de sécurité intégrée 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 micro-électromécanique (MEMS) est monté sur une carte de circuit imprimé et emballé à l'intérieur d'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 systémique de la surveillance de la sécurité personnelle

Universal Site Monitoring (USM) - Darwin NT, Australie - a conçu et développé un système intégré d'appareils portables de surveillance de la sécurité personnelle, de hubs de communication et de logiciels de reporting et de gestion.

Le moniteur de sécurité personnel portable Hero est disponible en version standard, modèle 825, et en version certifiée ATEX/IECEx, modèle 715. Il détecte le monoxyde de carbone (CO), le sulfure d'hydrogène (H₂ S), gaz explosifs (LEL) et oxygène (O₂ ), à l'aide de capteurs catalytiques. Il comprend des microcontrôleurs, 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 à un microcontrôleur à l'aide d'un protocole de communication série I2C.

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, pour 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 la surveillance, l'analyse, la configuration et la communication en temps réel, en utilisant le réseau disponible, cellulaire, GNSS ou Zigbee. L'entreprise a combiné le matériel et le logiciel d'alerte intelligente et de navigation de l'interface de données universelle (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 élevée ou faible de gaz, et le niveau des alarmes peut également être configuré en fonction des exigences du site. L'opérateur à distance peut définir différentes étapes d'alarmes, alarmes critiques ou d'avertissement, et peut les régler en réponse à des concentrations spécifiques des quatre gaz détectés. Par exemple, l'utilisateur peut définir le déclencheur/l'alarme d'avertissement en réponse à 10 ppm de monoxyde de carbone ou moins ou peut modifier le niveau d'alarme d'avertissement à critique en réponse à 100 ppm de monoxyde de carbone ou plus.

Capteur de gaz à clipser

La technologie de capteur MPS (Molecular Property Spectrometer) plus avancée a été utilisée dans les capteurs de gaz à pince basse énergie (BLE) d'USM. Ce capteur est certifié, stable, insensible à l'empoisonnement et ne nécessite pas d'étalonnage. Il peut détecter jusqu'à quinze gaz LIE inflammables, ainsi que l'hydrogène, la pression atmosphérique, la température et l'humidité. Le Clip-On permet aux utilisateurs finaux de surveiller les risques de gaz sur le terrain en connectant leur flotte de téléphones mobiles à l'interface de données universelle à l'aide de l'application mobile General Asset Monitor pour les appareils Android et iOS.

Moniteur biométrique

USM développe également un moniteur biométrique à sécurité intrinsèque, qui détecte l'oxygène sanguin, la fréquence cardiaque et la température corporelle des travailleurs. Les données sont transmises en temps réel au système d'alerte et de navigation intelligent Universal Data Interface via le moniteur de sécurité personnelle ou l'application mobile General Asset Monitor. Cet appareil peut surveiller les mesures de santé du travailleur avec des paramètres définis et peut aider à sauver des vies dans des environnements dangereux. Si un travailleur est connu pour avoir une maladie cardiaque et qu'un certain rythme cardiaque peut être dangereux, un niveau d'alarme peut être défini pour ce travailleur spécifique. Chaque fois que leur rythme cardiaque dépasse la valeur définie, l'alarme se déclenche tandis que les données en direct continuent d'être envoyées à l'opérateur distant dans la salle de contrôle. L'opérateur à distance peut voir l'état de l'alarme sur le tableau de bord et contacter immédiatement la personne ou envoyer une aide d'urgence.

Points d'accès maillés

Les points d'accès maillés (MAP) permettent aux données d'être transmises sans fil entre le moniteur de sécurité personnel et l'interface de données universelle via un protocole de communication Zigbee. Les appareils Zigbee transmettent des signaux sur une courte distance (10 à 100 mètres), mais comme le MAP utilise un réseau maillé, chaque appareil reçoit et répète les signaux, les transmettant aux autres appareils du réseau à portée. Cela résout le problème de la réception de données dans des environnements difficiles impliquant des gaz dangereux, des températures élevées, une mauvaise qualité de l'air et de l'humidité, ainsi qu'une mauvaise visibilité directe dans des endroits comme les mines souterraines.

Répondre aux besoins de différentes industries

Le monoxyde de carbone est l'une des substances les plus dangereuses dans l'industrie sidérurgique, en particulier autour des hauts fourneaux.

De nombreux gaz sont associés à l'exploitation minière et sont généralement divisés en types combustibles, toxiques et asphyxiants. Certains des gaz les plus couramment rencontrés sont le méthane, le dioxyde de carbone (CO₂ ), monoxyde de carbone (CO), oxydes d'azote (NO, NO₂ ), sulfure d'hydrogène (H₂ S) et le dioxyde de soufre (SO₂ ). Le méthane est le gaz LIE explosif combustible le plus courant. Il est plus léger que l'air, inodore et explose à des concentrations comprises entre 5% et 15%. Ces gaz dangereux sont souvent détectés lors du développement souterrain et lors des forages de surface et souterrains.

Les travailleurs des industries pétrolières et gazières sont exposés au risque d'incendie et d'explosion dû à l'inflammation de vapeurs ou de gaz inflammables. Des gaz inflammables, tels que des gaz de puits, des vapeurs et du sulfure d'hydrogène, peuvent être rejetés par des puits, des camions, des équipements de production ou des équipements de surface, tels que des réservoirs et des agitateurs de schiste. Les sources d'inflammation peuvent inclure l'électricité statique, les flammes nues, la foudre, les cigarettes, les outils de coupe et de soudage, les surfaces chaudes et la chaleur de friction.

Surveillance de sécurité intégrée

L'objectif d'un système intégré de surveillance des atmosphères dangereuses est d'assurer la sécurité des travailleurs en fournissant des informations précises sur l'état actuel de l'environnement, y compris les gaz dangereux, la température et l'humidité. Cette technologie facilite également les opérations de sauvetage, lors de catastrophes en fournissant des informations sur l'emplacement exact de l'accident, où se trouve le personnel et en fournissant une communication bidirectionnelle entre l'opérateur de la salle de contrôle de l'interface de données universelle et les travailleurs en danger.

Cet article a été rédigé par Umer Farooq, ingénieur technico-commercial, Universal Site Monitoring (Darwin NT, Australie). Pour plus d'informations, contactez M. Farooq à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir. ou visitez ici .