دتکتور گاز متان Crowcon Xgard Type 5؛ تشخیص مطمئن CH4 در محیط‌های صنعتی

دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 یکی از دتکتورهای ثابت و ضدانفجار سری Xgard است که برای تشخیص گازهای قابل اشتعال مانند متان در محیط‌های صنعتی طراحی شده است ؛ دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 از سنسور کاتالیستی استفاده می‌کند و غلظت گاز را در محدوده 0 تا 100 درصد LEL اندازه می‌گیرد. برای متان، همین بازه امکان پایش مستمر نشت را فراهم می‌کند تا سیستم ایمنی پیش از رسیدن غلظت گاز به محدوده خطرناک، هشدار لازم را صادر کند. Crowcon در دیتاشیت رسمی Xgard، متان را برای Type 5 با محدوده 0 تا 100% LEL فهرست کرده است.

Xgard Type 5 بیشتر برای پروژه‌هایی مناسب است که علاوه بر تشخیص گاز قابل اشتعال، به خروجی استاندارد 4 تا 20 میلی‌آمپر نیاز دارند. این خروجی باعث می‌شود دتکتور به‌سادگی به پنل گاز، PLC، DCS یا سیستم Fire & Gas متصل شود. Crowcon همچنین این مدل را برای استفاده در Zoneهای صنعتی خطرناک و با حفاظت Flameproof معرفی کرده است.

برای بررسی سایر تجهیزات ثابت تشخیص گاز و سیستم‌های ایمنی صنعتی می‌توانید محصولات ایمن سازه وزین را مشاهده کنید. همچنین برای بررسی تجهیزات تکمیلی ایمنی، ابزار دقیق و گازسنجی صنعتی، فروشگاه تجهیزات صنعتی و ایمنی نیز گزینه‌های مرتبطی در اختیار شما قرار می‌دهد.

دتکتور Crowcon Xgard Type 5 چیست؟

سری Xgard یکی از خانواده‌های شناخته‌شده دتکتورهای ثابت Crowcon است. این خانواده چند نوع مختلف دارد و هر Type برای فناوری سنسور یا نوع خروجی مشخصی طراحی شده است.

در Xgard Type 5 از سنسور کاتالیستی یا همان Pellistor برای تشخیص گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شود و برخلاف Type 3 که خروجی مستقیم میلی‌ولت پل سنسور دارد، Type 5 دارای تقویت‌کننده داخلی و خروجی سه سیمه 4-20mA است. Crowcon در اسناد فنی خود Type 5 را به‌عنوان دتکتور Flameproof گاز قابل اشتعال با خروجی 4-20 میلی‌آمپر معرفی می‌کند.

این ویژگی نصب دستگاه را در بسیاری از سیستم‌های صنعتی ساده‌تر می‌کند، زیرا پنل کنترل می‌تواند سیگنال استاندارد آنالوگ دستگاه را مستقیماً دریافت کند.

عملکرد سنسور کاتالیستی چگونه است؟

سنسور کاتالیستی از دو عنصر بسیار کوچک تشکیل می‌شود. یکی از این عناصر نسبت به گاز قابل اشتعال واکنش نشان می‌دهد و دیگری به‌عنوان مرجع عمل می‌کند.

وقتی متان به سنسور می‌رسد، روی سطح عنصر فعال یک اکسیداسیون کنترل‌شده رخ می‌دهد. این واکنش دمای عنصر را تغییر می‌دهد و در نتیجه مقاومت الکتریکی سنسور تغییر می‌کند. مدار الکترونیکی این اختلاف را اندازه‌گیری می‌کند و آن را به مقدار درصد LEL تبدیل می‌کند.

Crowcon برای خانواده Xgard از Pellistorهای مقاوم در برابر مسمومیت سنسور استفاده می‌کند تا در برابر بسیاری از شرایط سخت صنعتی عملکرد پایدارتر باشد.

محدوده اندازه‌گیری متان

برای متان، Crowcon در مشخصات Xgard محدوده:

0 تا 100% LEL

را برای Type 5 اعلام کرده است.

LEL یا حد پایین انفجار، کمترین غلظتی از یک گاز قابل اشتعال است که می‌تواند در مجاورت منبع جرقه یا حرارت مشتعل شود.

به همین دلیل در سیستم‌های صنعتی معمولاً آلارم‌ها بسیار پایین‌تر از 100% LEL تنظیم می‌شوند. برای مثال ممکن است آلارم اول روی 20% LEL و آلارم دوم روی 40% LEL قرار گیرد، اما مقدار نهایی باید مطابق استاندارد پروژه و ارزیابی ریسک تعیین شود.

خروجی 4 تا 20 میلی‌آمپر

یکی از مهم‌ترین مزیت‌های Crowcon Xgard Type 5 نسبت به مدل‌های ساده‌تر، داشتن خروجی استاندارد 4-20mA است.

این خروجی می‌تواند به‌صورت Source یا Sink تنظیم شود و سیگنال اندازه‌گیری را مستقیم به سیستم کنترل منتقل کند.

در نتیجه می‌توان دستگاه را به انواع سیستم‌های صنعتی مانند:

• پنل تشخیص گاز
• PLC
• DCS
• سیستم Fire & Gas
• ماژول‌های آنالوگ صنعتی

متصل کرد.

Crowcon برای Type 5 خروجی سه سیمه 4-20 میلی‌آمپر را تأیید کرده است.

تغذیه 10 تا 30 ولت DC

Xgard Type 5 با ولتاژ 10 تا 30 ولت DC کار می‌کند.

در ولتاژ 24 ولت، جریان مصرفی حدود 50 میلی‌آمپر است و توان دستگاه نزدیک به 1.2 وات اعلام شده است.

این محدوده ولتاژ برای بسیاری از سیستم‌های ابزار دقیق صنعتی مناسب است و به طراح اجازه می‌دهد دتکتور را در فاصله قابل توجهی از کنترلر نصب کند.

زمان پاسخ سریع

برای Xgard Type 5 با سنسور کاتالیستی، Crowcon زمان پاسخ معمول T90 کمتر از 15 ثانیه را برای گازهای قابل اشتعال اعلام می‌کند.

یعنی دستگاه در شرایط تست استاندارد، در کمتر از حدود 15 ثانیه به 90 درصد مقدار واقعی گاز پاسخ می‌دهد.

این سرعت برای پایش ثابت تأسیسات صنعتی مناسب است و فرصت کافی در اختیار سیستم ایمنی قرار می‌دهد تا آلارم یا اقدامات حفاظتی را فعال کند.

مناسب Zone 1 و Zone 2

Xgard Type 5 دارای ساختار Flameproof است و برای استفاده در محیط‌هایی طراحی شده که احتمال حضور گاز یا بخار قابل اشتعال وجود دارد.

Crowcon استفاده از این مدل را در:

Zone 1 و Zone 2 برای گاز
و
Zone 21 و Zone 22 برای گردوغبار

تأیید کرده است.

این ویژگی Xgard Type 5 را برای پالایشگاه، پتروشیمی، کمپرسورخانه، ایستگاه گاز، کارخانه‌های فرآیندی و بسیاری از مناطق صنعتی پرخطر مناسب می‌کند.

مارکینگ ضدانفجار

در نسخه‌های فعلی Xgard Type 5، Crowcon مارکینگ‌هایی مانند موارد زیر را اعلام کرده است: Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80°C Db برای دمای محیط تا حدود 50 درجه سانتی‌گراد و Ex db IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T110°C Db برای نسخه‌های دارای محدوده دمایی بالاتر.

همچنین استاندارد UL برای: Class I, Division 1, Groups B, C, D ارائه شده است. کد دقیق مارکینگ باید همیشه از روی پلاک همان دستگاه و گواهی مربوط به کد سفارش بررسی شود.

بدنه آلومینیومی یا استنلس استیل

Crowcon برای Type 5 دو گزینه اصلی بدنه ارائه می‌کند:

آلومینیوم مقاوم با پوشش پلی‌استر یا استنلس استیل 316

نسخه استیل برای محیط‌های خورنده، دریایی یا سایت‌هایی که تماس با رطوبت و مواد شیمیایی بیشتر است انتخاب مناسب‌تری محسوب می‌شود.

وزن تقریبی نسخه آلومینیومی حدود 1 کیلوگرم و نسخه استنلس استیل حدود 3.1 کیلوگرم است.

درجه حفاظت IP65

Crowcon برای Xgard Type 5 درجه حفاظت IP65 اعلام کرده است. این سطح حفاظت دستگاه را در برابر گردوغبار و پاشش آب مقاوم می‌کند.

برای نصب در محیط‌های بسیار مرطوب یا محل‌هایی که شست‌وشوی شدید انجام می‌شود، Crowcon متعلقات جانبی مانند Weatherproof Cap و Spray Deflector نیز ارائه می‌کند.

جدول مشخصات فنی Crowcon Xgard Type 5 برای CH4

مشخصات بالا بر اساس دیتاشیت و دفترچه رسمی Crowcon Xgard Type 5 تنظیم شده است.

کاربرد Xgard Type 5 در پالایشگاه

در پالایشگاه‌ها و واحدهای نفت و گاز، متان می‌تواند از نقاط مختلفی مانند شیرها، فلنج‌ها، کمپرسورها، خطوط گاز و تجهیزات فرآیندی نشت کند.

Xgard Type 5 در نزدیکی چنین نقاطی نصب می‌شود و غلظت متان را به‌صورت پیوسته پایش می‌کند.

اگر مقدار گاز افزایش پیدا کند، دتکتور سیگنال مربوطه را به سیستم مرکزی ارسال می‌کند و سیستم می‌تواند اقدامات لازم را انجام دهد.

این اقدامات ممکن است شامل هشدار صوتی، فعال شدن آژیر، روشن شدن چراغ هشدار، راه‌اندازی تهویه یا قطع بخشی از فرآیند باشد.

محل نصب مناسب برای دتکتور متان

متان از هوا سبک‌تر است و معمولاً بعد از نشت به سمت ارتفاع حرکت می‌کند.

به همین دلیل در بسیاری از کاربردها، دتکتور در قسمت بالاتر از منبع احتمالی نشت نصب می‌شود.

Crowcon حتی یک Collector Cone مخصوص تشخیص بهتر گازهای سبک مانند متان ارائه می‌کند که می‌تواند برای جمع‌آوری گاز در اطراف سنسور استفاده شود.

با این حال ارتفاع نصب نباید فقط بر اساس سبک بودن متان تعیین شود. تهویه، مسیر باد، شکل سقف، محل تجهیزات و شرایط فرآیندی نیز نقش مهمی دارند.

مزیت Type 5 نسبت به Type 3

Type 3 و Type 5 هر دو برای تشخیص گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شوند، اما تفاوت اصلی آنها در خروجی است.

Type 3 دارای خروجی مستقیم پل میلی‌ولت است و معمولاً به تجهیز پردازش سیگنال مناسب نیاز دارد.

اما Type 5 تقویت‌کننده داخلی دارد و خروجی استاندارد 4-20mA ارائه می‌کند.

به همین دلیل Type 5 برای پروژه‌هایی که می‌خواهند دتکتور مستقیم به کارت آنالوگ PLC یا سیستم Fire & Gas متصل شود، گزینه ساده‌تری است.

تفاوت Type 5 با Xgard IR

Xgard Type 5 از سنسور کاتالیستی استفاده می‌کند، اما Xgard IR از فناوری مادون قرمز بهره می‌برد.

سنسور کاتالیستی مزایایی مانند ساختار شناخته‌شده، قیمت مناسب و توانایی تشخیص طیف گسترده‌ای از گازهای قابل اشتعال دارد.

در مقابل، دتکتور IR برای هیدروکربن‌ها معمولاً در برابر برخی مواد مسموم‌کننده سنسور مقاوم‌تر است و به اکسیژن برای انجام واکنش نیاز ندارد.

انتخاب بین این دو فناوری باید بر اساس نوع گاز، محیط، هزینه تعمیرات و الزامات پروژه انجام شود.

نکته مهم درباره سنسور کاتالیستی

Pellistor برای عملکرد صحیح به اکسیژن نیاز دارد.

همچنین بعضی مواد مانند ترکیبات سیلیکونی، سربی یا سولفیدی می‌توانند حساسیت سنسور را کاهش دهند.

به همین دلیل کالیبراسیون دوره‌ای و تست با گاز استاندارد اهمیت زیادی دارد.

اگر پروژه در محیطی با احتمال بالای مواد مسموم‌کننده سنسور قرار دارد، بهتر است قبل از انتخاب Type 5، فناوری IR نیز بررسی شود.

کالیبراسیون Xgard Type 5

برای حفظ دقت اندازه‌گیری، دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 باید طبق برنامه نگهداری کالیبره شود.

کالیبراسیون معمولاً شامل دو مرحله است:

تنظیم صفر با هوای تمیز و تنظیم Span با گاز استاندارد دارای غلظت مشخص.

Crowcon برای سری Xgard آداپتور کالیبراسیون اختصاصی نیز ارائه می‌کند تا گاز تست به‌طور مناسب به سنسور برسد.

فاصله زمانی کالیبراسیون باید بر اساس شرایط محیط، دستورالعمل سایت و تجربه عملکرد سنسور تعیین شود.

نصب دیواری یا سقفی

یکی از ویژگی‌های کاربردی سری Xgard این است که امکان نصب دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 روی دیوار یا سقف را بدون براکت پیچیده فراهم می‌کند.

این موضوع برای طراحی سیستم گاز اهمیت دارد، زیرا می‌توان دتکتور را در موقعیت مناسب نسبت به منبع نشت نصب کرد.

ورودی کابل نیز می‌تواند M20 یا NPT باشد که انتخاب آن باید با گلند و استاندارد کابل‌کشی پروژه هماهنگ شود.

تأییدیه‌های Crowcon Xgard

سری Xgard از مجموعه‌ای از گواهی‌های بین‌المللی برخوردار است.

برای Type 5، Crowcon گواهی‌هایی مانند:

ATEX
IECEx
UL

را ارائه می‌کند.

وجود این تأییدیه‌ها باعث شده سری Xgard در بسیاری از پروژه‌های نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و صنایع عمومی استفاده شود.

نکات مهم هنگام خرید Crowcon Xgard Type 5

هنگام سفارش فقط عبارت «Xgard Type 5 CH4» کافی نیست.

بهتر است موارد زیر دقیقاً مشخص شوند:

نوع گاز CH4، محدوده 0 تا 100% LEL، جنس بدنه، نوع رزوه کابل، استاندارد ضدانفجار مورد نیاز، دمای محیط و متعلقات جانبی.

همچنین پلاک دستگاه باید با گواهی ATEX یا IECEx مربوط به همان کد سفارش تطبیق داده شود.

جمع‌بندی

دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 یک دتکتور ثابت کاتالیستی برای پایش CH4 در محدوده 0 تا 100% LEL است. مهم‌ترین مزیت این مدل، ترکیب سنسور Pellistor با خروجی استاندارد 4-20mA و بدنه Flameproof برای نصب در مناطق خطرناک است.

امکان نصب در Zone 1 و 2، درجه حفاظت IP65، انتخاب بدنه آلومینیومی یا استیل 316 و تأییدیه‌های ATEX و IECEx باعث شده این مدل گزینه مناسبی برای پروژه‌های نفت، گاز، پالایشگاه و پتروشیمی باشد.

اگر هدف پروژه تشخیص متان با یک سنسور صنعتی ساده، قابل اعتماد و دارای خروجی 4-20 میلی‌آمپر باشد، Xgard Type 5 یکی از گزینه‌های قابل بررسی Crowcon است.