دتکتور گاز متان مادون قرمز General Monitors IR400؛ تشخیص سریع CH4 در محیط‌های صنعتی

دتکتور گاز متان General Monitors IR400 یکی از دتکتورهای ثابت مادون قرمز برای تشخیص متان و سایر گازهای هیدروکربنی قابل اشتعال است .دتکتور گاز متان General Monitors IR400 که امروزه زیرمجموعه تجهیزات MSA General Monitors قرار می‌گیرد، برای پایش مداوم گاز در محیط‌های صنعتی مانند پالایشگاه، پتروشیمی، واحدهای نفت و گاز، کمپرسورخانه، تأسیسات فرآیندی و مناطق دارای خطر انفجار طراحی شده است. مدل IR400 برای متان در محدوده 0 تا 100 درصد LEL قابل استفاده است و به دلیل فناوری مادون قرمز، پاسخ سریع و پایداری مناسبی در محیط‌های صنعتی ارائه می‌دهد.

برخلاف سنسورهای کاتالیستی که برای اندازه‌گیری به واکنش شیمیایی و حضور اکسیژن وابسته‌اند، دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 میزان جذب نور مادون قرمز توسط مولکول‌های هیدروکربن را بررسی می‌کند. این روش باعث می‌شود سنسور کمتر در معرض مسمومیت ناشی از موادی مانند سیلیکون قرار گیرد و برای کار مداوم در بسیاری از واحدهای نفت و گاز گزینه مناسبی باشد.

برای مشاهده سایر تجهیزات تشخیص گاز، اعلام حریق و تجهیزات ایمنی صنعتی می‌توانید محصولات ایمن سازه وزین را بررسی کنید. همچنین تجهیزات تکمیلی حوزه ایمنی و ابزار دقیق در فروشگاه تجهیزات صنعتی و ایمنی قابل مشاهده هستند.

دتکتور گاز General Monitors IR400 چیست؟

دتکتور گاز متان General Monitors IR400 یک دتکتور نقطه‌ای ثابت برای گازهای قابل اشتعال است. دستگاه در نزدیکی نقاطی که احتمال نشت گاز وجود دارد نصب می‌شود و هوای اطراف را به‌صورت مداوم پایش می‌کند.

نسخه متان این تجهیز مقدار CH4 را در محدوده 0 تا 100% LEL اندازه‌گیری می‌کند. MSA برای IR400 دو تنظیم مرجع متان با مبنای 5 درصد و 4.4 درصد حجمی برای 100% LEL ارائه کرده است؛ بنابراین انتخاب نسخه باید با استاندارد و تنظیمات پروژه هماهنگ باشد.

LEL یا «حد پایین انفجار» کمترین غلظت گاز قابل اشتعال در هوا است که می‌تواند با وجود منبع جرقه یا حرارت مشتعل شود. به همین دلیل سیستم‌های تشخیص گاز معمولاً خیلی قبل از رسیدن غلظت به 100% LEL هشدار ایجاد می‌کنند.

فناوری مادون قرمز IR400 چگونه کار می‌کند؟

دتکتور گاز متان General Monitors IR400، یک منبع نور مادون قرمز به داخل مسیر اپتیکی دستگاه تابانده می‌شود. هنگامی که متان یا سایر هیدروکربن‌ها وارد مسیر اندازه‌گیری می‌شوند، بخشی از انرژی نور در طول موج مشخص جذب می‌شود.

مدار الکترونیکی مقدار جذب را اندازه‌گیری می‌کند و از روی آن غلظت گاز را محاسبه می‌کند.

مزیت اصلی این روش این است که سنسور برای اندازه‌گیری گاز نمی‌سوزد یا مصرف نمی‌شود. در نتیجه پایداری بلندمدت آن نسبت به بسیاری از حسگرهای کاتالیستی بهتر است.

چرا IR400 برای تشخیص متان مناسب است؟

متان یکی از اصلی‌ترین گازهای قابل اشتعال در صنایع نفت و گاز است و جذب مشخصی در طیف مادون قرمز دارد. بنابراین فناوری IR برای تشخیص آن بسیار مناسب است.

MSA مدل IR400 را علاوه بر متان برای طیف گسترده‌ای از هیدروکربن‌ها مانند پروپان، بوتان، اتان، اتیلن، هگزان و پنتان نیز ارائه می‌کند.

این انعطاف باعث شده یک خانواده محصول بتواند در پروژه‌های مختلف با گاز هدف متفاوت استفاده شود؛ البته هر دستگاه باید برای گاز موردنظر تنظیم و کالیبره شود.

محدوده اندازه‌گیری 0 تا 100 درصد LEL

نسخه استاندارد متان IR400 دارای محدوده اندازه‌گیری: 0 تا 100 درصد LEL است. برای مثال اگر دستگاه مقدار 50% LEL را گزارش کند، یعنی غلظت گاز به نصف حد پایین قابل اشتعال رسیده است.

در سیستم‌های صنعتی معمولاً آلارم‌ها در سطوح پایین‌تر تنظیم می‌شوند. برای نمونه، در تنظیمات پیش‌فرض یکپارچه IR400 در General Monitors S5000، هشدار و آلارم به‌ترتیب روی 30 و 60 درصد LEL قرار دارند، ولی این مقادیر باید بر اساس ارزیابی ریسک و استاندارد پروژه تعیین شوند.

سرعت پاسخ بسیار بالا

یکی از نقاط قوت IR400 زمان پاسخ سریع آن است. طبق مشخصات فعلی MSA برای سنسور IR400 متان:

T50 کمتر از 1.5 ثانیه
T90 کمتر از 3 ثانیه

اعلام شده است. این سرعت پاسخ در تأسیسات نفت و گاز اهمیت زیادی دارد، چون نشت متان ممکن است در زمان کوتاهی محیط قابل اشتعالی ایجاد کند.

تشخیص چند ثانیه زودتر می‌تواند زمان بیشتری برای فعال شدن آلارم، تهویه، بستن شیر یا توقف فرآیند فراهم کند.

اپتیک گرم‌شونده برای جلوگیری از میعان

یکی از ویژگی‌های مهم IR400، استفاده از اپتیک گرم‌شونده است.

MSA اعلام می‌کند این سیستم به جلوگیری از تشکیل بخار و میعان روی بخش نوری کمک می‌کند.

این قابلیت در محیط‌هایی مانند پالایشگاه‌های فضای باز، سکوهای دریایی یا نقاطی که تغییر دمای شدید وجود دارد اهمیت زیادی دارد.

اگر روی سطح اپتیکی قطرات آب تشکیل شوند، مسیر نور ممکن است مختل شود. گرم نگه داشتن بخش اپتیکی احتمال چنین مشکلی را کاهش می‌دهد.

تشخیص آلودگی اپتیک

IR400 فقط حضور گاز را بررسی نمی‌کند؛ دستگاه می‌تواند وضعیت آلودگی بخش اپتیکی را نیز تشخیص دهد.

MSA این ویژگی را به‌عنوان Dirty Optics Indication معرفی می‌کند و توضیح می‌دهد که دستگاه می‌تواند تفاوت میان خرابی واقعی و نیاز به تمیز کردن مسیر نوری را مشخص کند.

این قابلیت از خاموشی‌های غیرضروری جلوگیری می‌کند و تعمیرات را ساده‌تر می‌سازد.

خروجی‌های ارتباطی متنوع

IR400 برای اتصال به سیستم کنترل صنعتی طراحی شده است و امکان انتقال وضعیت و غلظت گاز به اتاق کنترل را فراهم می‌کند.

MSA برای این مدل چند روش ارتباطی و کنترلی ارائه کرده و نرم‌افزارها و فایل‌های مربوط به HART و تجهیزات یکپارچه را نیز در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

در پروژه‌های صنعتی، دتکتور می‌تواند با تجهیزات General Monitors یا سیستم‌های مانیتورینگ مرکزی یکپارچه شود.

مناسب برای مناطق خطرناک

IR400 برای نصب در مناطق دارای خطر انفجار طراحی شده است و MSA مجموعه گسترده‌ای از گواهی‌ها را برای آن ارائه می‌کند.

بر اساس صفحه رسمی محصول، تأییدیه‌های این خانواده بسته به پیکربندی شامل مواردی مانند:

• ATEX
• IECEx
• FM
• CSA
• PESO
• UKEX
• HART
• SIL

می‌شوند. گواهی نهایی باید همیشه بر اساس شماره قطعه و پلاک همان دستگاه بررسی شود، چون تأییدیه‌ها ممکن است میان پیکربندی‌ها متفاوت باشند.

مناسب Zone 1 و Division 1

مشخصات فعلی سنسور IR400 در محصولات General Monitors، کاربرد در Division 1 / Zone 1 را برای مدل متان نشان می‌دهد.

این ویژگی باعث می‌شود IR400 برای بخش‌های حساس پالایشگاه، پتروشیمی، سکوهای نفت و گاز و سایر مناطق دارای گاز قابل اشتعال مناسب باشد.

محدوده دمای کاری گسترده

یکی دیگر از مزایای این دتکتور عملکرد در دماهای سخت صنعتی است.

MSA برای برخی نسخه‌های IR400 متان محدوده دمایی تا:

40- تا 75+ درجه سانتی‌گراد

و برای نسخه‌های خاص EN حتی حداقل دمای 60- درجه سانتی‌گراد را اعلام کرده است.

این محدوده وسیع، استفاده از دستگاه را در سایت‌های گرم، سرد و فضای باز آسان‌تر می‌کند.

دقت اندازه‌گیری

طبق مشخصات MSA، دقت سنسور IR400 در محدوده‌های مختلف تقریباً به شکل زیر است:

تا 50% LEL:

±3% LEL

بالاتر از 50% LEL:

±5% LEL

اعلام شده است. برای یک دتکتور صنعتی که وظیفه اصلی آن هشدار سریع در برابر گاز قابل اشتعال است، این دقت برای بسیاری از سیستم‌های Fire & Gas مناسب است.

جدول مشخصات فنی دتکتور گاز متان General Monitors IR400

مشخصات اصلی جدول از منابع فعلی MSA برای General Monitors IR400 استخراج شده‌اند.

عمر کاری سنسور

MSA برای سنسور IR400 عمر مورد انتظار بیش از 5 سال اعلام کرده است.

از آنجا که اندازه‌گیری به‌صورت نوری انجام می‌شود، حسگر مانند یک عنصر کاتالیستی در اثر واکنش مداوم با گاز مصرف نمی‌شود.

این ویژگی هزینه تعمیرات را کاهش می‌دهد و برای سایت‌هایی با تعداد زیاد دتکتور اهمیت زیادی دارد.

مزیت IR400 نسبت به سنسور کاتالیستی

سنسور کاتالیستی برای اندازه‌گیری گاز به اکسیژن نیاز دارد و بعضی مواد مانند ترکیبات سیلیکونی می‌توانند سطح فعال آن را مسموم کنند.

در مقابل، IR400 از جذب نور استفاده می‌کند.

در نتیجه برای تشخیص هیدروکربن‌هایی مانند متان چند مزیت مهم دارد:

حساسیت آن به بعضی سموم سنسوری کمتر است، برای اندازه‌گیری به واکنش احتراقی نیاز ندارد و معمولاً پایداری طولانی‌تری ارائه می‌دهد.

البته فناوری IR برای همه گازها مناسب نیست و باید گاز هدف دارای جذب مادون قرمز قابل اندازه‌گیری باشد.

کاربرد در پالایشگاه و پتروشیمی

دتکتور متان Crowcon Xgard Type 5 برای صنایع عمومی، نفت و گاز و تأسیسات زیرساختی عرضه می‌شود. در پالایشگاه می‌توان این دتکتور را در اطراف نقاطی مانند:

کمپرسورها، شیرهای گاز، فلنج‌ها، خطوط فرآیندی، واحدهای جداسازی گاز، مخازن و ایستگاه‌های انتقال نصب کرد. هدف این است که نشتی قبل از رسیدن به محدوده خطرناک شناسایی شود.

محل نصب دتکتور CH4

متان از هوا سبک‌تر است و معمولاً پس از نشت به سمت قسمت‌های بالاتر حرکت می‌کند.

به همین دلیل در بسیاری از پروژه‌ها دتکتور متان در ارتفاع بالاتر از نقطه احتمالی نشتی قرار می‌گیرد.

اما صرفاً سبک بودن گاز نباید مبنای جانمایی باشد. مسیر تهویه، باد، تجهیزات اطراف، سقف، موانع و منبع نشت باید همزمان بررسی شوند.

در سایت‌های حساس، طراحی Fire & Gas Mapping بهترین روش برای مشخص کردن محل نصب است.

کالیبراسیون سریع

MSA یکی از مزیت‌های IR400 را زمان کوتاه کالیبراسیون معرفی می‌کند و توضیح می‌دهد که این موضوع میزان گاز کالیبراسیون مورد نیاز و زمان تعمیرات را کاهش می‌دهد.

این ویژگی در سایت‌هایی که ده‌ها یا صدها دتکتور نصب شده اهمیت زیادی دارد.

کاهش چند دقیقه زمان سرویس برای هر دستگاه در مقیاس کل کارخانه می‌تواند باعث صرفه‌جویی قابل توجهی شود.

General Monitors اکنون بخشی از MSA است

در بسیاری از پروژه‌های قدیمی این دستگاه با نام General Monitors IR400 شناخته می‌شود.

امروزه محصول تحت مجموعه MSA عرضه و پشتیبانی می‌شود، اما نام General Monitors همچنان در اسناد فنی، نرم‌افزارها و خانواده محصولات استفاده می‌شود. صفحه رسمی MSA نیز IR400 را به‌عنوان یکی از دتکتورهای نقطه‌ای مادون قرمز General Monitors معرفی می‌کند.

بنابراین دیدن نام MSA و General Monitors روی اسناد مختلف این محصول طبیعی است.

نکات مهم هنگام خرید General Monitors IR400

هنگام سفارش فقط عبارت «CH4 IR General Monitors» کافی نیست.

دتکتور گاز متان General Monitors IR400، مبنای LEL متان، گواهی منطقه خطرناک، نوع خروجی، نیاز به HART و متعلقات نصب باید مشخص شوند.

همچنین باید شماره قطعه روی پلاک با گواهی پروژه تطبیق داده شود.

MSA نیز تأکید می‌کند که تأییدیه‌ها می‌توانند بر اساس شماره قطعه، کشور یا پیکربندی محصول متفاوت باشند.

جمع‌بندی

neral Monitors IR400 یک دتکتور مادون قرمز سریع و مقاوم برای تشخیص CH4 و سایر هیدروکربن‌های قابل اشتعال است. این مدل متان را در محدوده 0 تا 100% LEL اندازه‌گیری می‌کند و زمان پاسخ T90 آن در مشخصات فعلی کمتر از 3 ثانیه اعلام شده است.

اپتیک گرم‌شونده، تشخیص آلودگی مسیر نوری، پشتیبانی از HART، قابلیت نصب در Zone 1 و مجموعه‌ای از تأییدیه‌های بین‌المللی، IR400 را به گزینه مناسبی برای صنایع نفت، گاز و پتروشیمی تبدیل کرده است.

اگر هدف پروژه تشخیص سریع و پایدار متان با فناوری مادون قرمز باشد، IR400 یکی از مدل‌های شناخته‌شده و باسابقه General Monitors محسوب می‌شود.