گازسنجی و گازسنج چیست؟

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ماده، یعنی چهار حالت اصلی شامل، جامد، مایع، گاز و پلاسما، و در نظر گرفتن این نکته که ماده در حالت گاز اشتیاق بیشتری برای احتراق و انفجار را دارد، باعث می شود که الزامات ایمنی در خصوص گازها بیشتر مورد توجه باشد. اینجاست که مسئله گازسنج، گازسنجی یا نشت یابی گازها مورد بررسی قرار گرفته و از اهمیت زیادی برخوردار است.

اهمیت گازسنجی

گاز به علت های مختلفی در محیط دچار نشتی می شود. نشت گاز با توجه به نوع گاز و مقدار نشتی آن، می تواند باعث خفگی، مسمومیت یا حساسیت گردد. در صورتی که گاز قابل احتراق باشد نیز با عواملی مانند شعله و جرقه، امکان بروز انفجار و آتش سوزی زیاد است. پس با شناخت بیشتر گازها و خواص آنها می توان خطر بروز حوادث را کاهش و اقدامات لازم را زمانی که گاز دچار نشتی در محیط می شود را انجام داد.

به طور کلی می توان حوادث پیش بینی نشده و احتمالا حادثه آفرین را که باعث ایجاد محیطی ناامن می شود را به دو دسته طبیعی و غیر طبیعی تقسیم کرد. بروز این حوادث باعث اختلال در روند فرآیند می شود که به شرح زیر است:

خطرات و بلایای طبیعی

بلایای طبیعی که به آنها خطرات طبیعی نیز گفته می شود، رویدادهای ناگهانی و شدیدی است که علت آن عوامل طبیعی مانند سیل، خشکسالی، طوفان، آتش سوزی ناشی از گرما و زلزله است. چنین خطراتی در حال حاضر با شدت و تاثیرات فزاینده ای در حال وقوع است.

حوادث غیر طبیعی

با توجه به تعریف بالا، می توان هرگونه حادثه ای که منشا طبیعی نداشته باید را، حادثه غیر طبیعی نامید. از جمله این حوادث می توان به تصادف، انفجار، آتش سوزی، بمباران، حوادث صنعتی و بروز بیماری ناشی از کار اشاره نمود. حوادثی که در محیط کار رخ می دهد را می توان به چهار دسته زیر تقسیم کرد:

1. حوادث جزئی که فرد یا افرادی در آن دچار زخم های سطحی می شوند.
2. حوادث جدی که فرد حادثه دیده تحت بیهوشی قرار می گیرد یا دچار شکستگی استخوان می شود.
3. حوادث مرگبار که طی آن بیشتر از 5 نفر جان خود را از دست داده یا به صورت جدی زخمی می شوند.
4. شبه حوادث که طی آن حادثه خطرناکی رخ می دهد اما در آن هیچ کس آسیب نمی بیند.

عوامل ایجاد حوادث

حوادث خود به خود به وجود نمی آید و همیشه تحت تاثیر عواملی رخ می دهد. این عوامل را می توان به دو دسته تقسیم کرد که در جدول زیر مشاهده می کنید:

نشت گاز و آتش سوزی

آتش سوزی و نشت گازهای خطرناک و سمی از جمله حوادثی است که ممکن است جان و مال افراد را به خطر اندازد. طبق آمار، حدود 20 درصد از حوادث مربوط به موسسه ها، کارخانه ها و کارگاه ها مربوط به همین موضوع است و خسارات و تلفات زیادی را وارد می کند.
شرکت های نفت و گاز باید مطابق با قوانین ایمنی و بهداشت شغلی بین المللی که برای انواع صنایع وضع شده، اقدام به برنامه ریزی برای پیشگیری از نشت گاز و آتش سوزی کنند که می تواند شامل آموزش کارکنان و استفاده از تجهیزات ایمنی باشد.

 تاریخچه گازسنجی

زمانی که اثرات مهلک گازهای سمی برای سلامت انسان و امکان بروز حادثه های مانند انفجار ناشی از نشت گاز معلوم شد، مهندسان و صاحبان صنایع به دنبال راه هایی برای تشخیص و شناسایی گازها بودند.

قناری به عنوان آشکارساز گاز

قبل از اختراع و تولید سنسورهای پیشرفته امروزی، کارگران در معدن برای شناسایی گازهایی مانند متان، مونوکسید کربن و دی اکسید کردن، از قناری به عنوان آشکارساز گاز استفاده می کردند. سیستم تنفسی قناری مشابه انسان است و زمانی که گازهای مخرب در محیط نشت پیدا می کرد، قناری آواز خواندن خود را متوقف کرده و در صورت افزایش نشتی گاز، جان خود را است دست می داد.
به این وسیله کارگران از وجود گاز خطرناک مطلع و به سرعت از محل خارج می شدند. “جان هالدن” اولین شخصی بود که ایده استفاده از قناری را مطرح کرد و از این حیوان به عنوان آشکارساز گاز استفاده نمود.

 لامپ ایمنی شعله (Davy lamp)

این وسیله شاید اولین گازسنج صنعتی بود که مورد استفاده قرار گرفت. لامپ ایمنی شعله توسط همفری دیوی در سال 1815 برای شناسایی وجود متان در معدن ذغال سنگ اختراع شد.

سوخت این لامپ از روغن بود. شعله های لامپ با توجه به وجود متان یا کمبود اکسیژن در محیط کم یا زیاد می شد. یعنی ارتفاع آن تغییر می کرد. در نتیجه با تغییر در ارتفاع شعله کارگران از میزان وجود متان در محیط مطلع شده و در صورت لزوم به سرعت خارج می شدند. این لامپ هنوز در برخی مناطق مورد استفاده قرار می گیرد. 

اولین گازسنج کاربردی

توسعه سنسورهای کاتالیزوری (LEL) و شروع دوره مدرن گازسنج ها بین سال های 1926 و 1927 توسط الیور جانسون شروع شد. الیور به دنبال توسعه روشی برای تشخیص گازهای مخلوط و قابل اشتعال در هوا برای جلوگیری از انفجار در مخزن  های سوخت بود. او توانست ابتدا مدلی را برای نمایش در سال 1926 بسازد. سپس اولین گازسنج خود را یک سال بعد تولید کرد و آن را مدل B نامید.

گازسنج (Gas Detector)

گازسنج یا آشکارساز گاز، دستگاهی است که وجود گازها را در محیط به عنوان بخشی از سیستم ایمنی شناسایی می کند. گازسنج در صورت نشت یا تشخصی گاز خطرناک، هشدارهای لازم را به اپراتور در مورد منطقه خطرناک داده و به کارکنان فرصت می دهد از منطقه خارج شده یا اقدامات لازم را به سرعت انجام دهند.

همچنین این دستگاه می تواند با سیستم های ایمنی دیگر ارتباط برقرار کرده و به صورت خودکار فرآیندی که باعث تولید گاز می شود را متوقف یا سیستم های تهویه را جهت خروج گاز از محیط روشن کند.

همانطور که در بالا خواندید، متوجه شدید که منشا ایجاد حادثه در صنایع نفت و گاز از تنوع کمی برخوردار است و شامل انفجار، نشتی و ایجاد بخار است. پس به کمک و استفاده صحیح از گازسنج ها (آشکارساز گاز) می توان خطر بروز حادثه را به حداقل رساند و از بروز خسارات احتمالی جلوگیری کرد.

کاغذ شناساگر گاز

در دهه های 1980 تا 1990، وجود گاز کربن مونوکسید به وسیله یک کاغذ آشکارساز صورت می گرفت. استفاده از این کاغذ قبل از تولید گازسنج های الکترونیکی رواج داشت. رنگ این کاغذ، با قرار گرفتن در معرض گاز مونوکسید کربن، به قهوه ای تغییر می کرد.

این کاغذ را می توان نوعی سنسور الکتروشیمیایی نامید اما به علت ارائه نتایج غیرقابل اعتماد و دقیق جای خود را به سنسورهای امروزی داده است.