A gázérzékelésről, a gázjelző rendszerekről II.
2005/4. lapszám | Kuthi Barna | 3684 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Ez az érzékelőfajta toxikus gázok és oxigén koncentrációjának mérésére alkalmas, míg az éghető gázokkal kapcsolatban felhasználása korlátozott. A cella gázáteresztő membránt, elektródákat és a cellát kitöltő elektrolitot tartalmaz. Ez utóbbi lehet folyékony vagy gél állapotban, és újabban szilárd formában is (száraz cella). A belépő gáz, átdiffundálva a membránon, az elektródákra kapcsolt polarizáló feszültség hatására vegyi folyamatot indít el, mely a gázkoncentrációval egyenes arányban álló elektromos áramot hoz létre...
Elektrokémiai cellás érzékelők
Ez az érzékelőfajta toxikus gázok és oxigén koncentrációjának mérésére alkalmas, míg az éghető gázokkal kapcsolatban felhasználása korlátozott. A cella gázáteresztő membránt, elektródákat és a cellát kitöltő elektrolitot tartalmaz. Ez utóbbi lehet folyékony vagy gél állapotban, és újabban szilárd formában is (száraz cella). A belépő gáz, átdiffundálva a membránon, az elektródákra kapcsolt polarizáló feszültség hatására vegyi folyamatot indít el, mely a gázkoncentrációval egyenes arányban álló elektromos áramot hoz létre.
Az ilyen érzékelőknek igen kicsiny feszültségre van szükségük és lineárisak, pontosak, szelektívek és nagyon érzékenyek, viszont a környezeti hatásokra általában kényesek. Képesek detektálni igen kicsiny, milliomod nagyságú értéket is általában 30-60 másodperc válaszidő mellett. Alacsony hőmérséklet vagy páratartalom csökkentheti a detektor érzékenységét. Kiválóan alkalmas hordozható műszerek számára.
Az elektrokémiai érzékelő élettartama általában 2-4 év. Nyilvánvaló, hogy az élettartam függ a mérendő gáz koncentrációjától, miután az elektródot vagy az elektrolitot a fent említett kémiai reakció elfogyasztja.
Hidrogén és CO koncentrációt lehet vele mérni az ARH-ig és oxigént 25 térf.%-ig. A gyakorlatban az elektródok alkalmas megválasztásával minden mérgező gázhoz egyedi érzékelőt gyártanak.
Érzékelőfajták, központok
Maga az érzékelőelem kis méretű, sérülékeny, ezért azt egy alkalmas tokozatban helyezik el, amely a szükséges elektronikai áramkört is tartalmazza a bekötésre szolgáló sorkapoccsal együtt.
A mérőrendszerek telepített vagy hordozható kivitelűek lehetnek. Célunk a továbbiakban a telepített berendezések ismertetése. Az előzőekben vázolt mérési eljárások felhasználásával a gyakorlatban olyan rendszerek terjedtek el, amelyeknél magában az érzékelőben 2 vagy 3 jelzési szint gyárilag előre be van állítva, valamint olyan rendszerek, amelyeknél az érzékelő a jelzőközpont számára 4-20 mA-s áramjelet szolgáltat.
Terjednek a kompakt mérőkészülékek, főleg a szén-monoxid jelzés területén. Ezek a készülékek tulajdonképpen dózismérők, vagyis alacsony koncentráció megjelenése esetén hosszabb idő elteltével, ám növekvő koncentrációnál egyre rövidebb időn belül adnak riasztójelzést.
Míg az előre beállított jelzési szintű érzékelőkkel működő rendszerek csak az adott szint meghaladása esetében jeleznek (előjelzés, riasztás), addig a 4-20 mA-s analóg jelet szolgáltató érzékelők szélesebb körű szolgáltatást nyújtanak. Ezek az előnyök: a méréshatáron belül beállítható több, szabadon megválasztható jelzési szint, ezekhez a szintekhez külön vezérlések rendelhetők, a központon több kijelzési tartomány jeleníthető meg. Egyes központok kezelői beavatkozást nem igénylő működésre is beprogramozhatók, ezáltal teljesen autonóm üzemmódban működtethetők.
A tűzjelző berendezés-gyártók forgalomba hoztak olyan modulokat, melyekkel gázérzékelőket lehet a tűzjelző hálózathoz csatlakoztatni, ily módon a gázjelzéssel kapcsolatos jelzési-vezérlési feladatokat is a tűzjelző központ látja el.
Létesítés
Érzékelőket kell felszerelni valamennyi olyan térségben, ahol veszélyes gázkoncentráció alakulhat ki. Egy helyhez kötött gázérzékelő rendszert olyan módon kell kialakítani, hogy felügyelni lehessen a létesítménynek azon részeit vagy térségeit, amelyekben veszélyes gázok gyűlhetnek fel és ekképpen egészségi kockázat vagy veszélyhelyzet áll elő. A rendszernek képesnek kell lennie arra, hogy hallható, illetve látható (vagy mindkét) riasztó jelet szolgáltasson a gáz felgyülemlésének úgy jelenlétéről, mint elhelyezkedéséről, oly módon, hogy automatikus üzemben az alábbi intézkedéseket lehessen megtenni:
- a szellőztetés vezérlése,
- az érintett térségek biztonságos kiürítése.
Az építőipar területén gázjelző berendezések létesítése gázüzemű kazánházak (metán) és mélygarázsok (szén-monoxid) esetében kerül előtérbe.
A hazai piacon beszerezhető rendszerek sokfélesége miatt e helyen a hálózatépítésre egységes „recept” nem adható, ezért minden esetben a tervre, illetve a berendezés gépkönyvében leírtakra kell támaszkodni.
A telepíteni szándékozott rendszer eleve meghatározza a szerelés kivitelét. Egyesek egy vagy több jelzővonalra (távadó-lánc) felfűzött és egyedi vagy csoportcímmel megkülönböztethető érzékelővel működnek, másoknál különálló vezetékkel kell minden egyes érzékelőt sugaras elrendezésben csatlakoztatni a jelzőközponthoz. A rendszerek többnyire három- vagy négyvezetékes kábelstruktúrát igényelnek. Ismeretes a központhoz visszatérő hurokkialakítású jelzőhálózat is. A háromvezetékes csatlakozás esetében két vezeték a tápfeszültséget hordozza, míg a harmadik a jelvezeték. Központtípustól függően a tápfeszültség érpár pozitív vagy negatív ága a közös. A négyvezetékes rendszernél két ér a tápfeszültség számára, kettő pedig a központ és az egyes érzékelők közötti soros kommunikáció érdekében szükséges.
Tűzjelző hálózattal kombinált, ahhoz illesztőmodullal csatlakoztatott gázérzékelők alkalmazásakor nem szabad megfeledkezni külön tápvezeték kiépítéséről.
Amennyiben egy jelzővonalra több érzékelő (távadó) van párhuzamosan csatlakoztatva, úgy a kábel kiválasztásakor tekintettel kell lenni az érzékelőnkénti tipikusan 50-100 mA nagyságú tápáram-felvételre. (A távadó áramfelvétele egyes gyártmányoknál 500 mA is lehet!) Amennyiben a gyártó ajánlása arra kitér, az elektromos zavarok elleni védelem érdekében használjunk árnyékolt kábelt.
A gyakorlatban szerzett tapasztalat szerint a tervezői kiírás sokszor nem terjed ki minden részletre, így kétséges esetben, még a telepítés megkezdése előtt tanulmányozzuk a rendszer gyártó által kiadott műszaki leírását.
Gépkocsitárolók
Mélygarázsokban szinte kivétel nélkül minden esetben kötelező szén-monoxid érzékelő berendezést felszerelni, miután a munkahelyek kémiai biztonságáról intézkedő, már idézett rendelet előírásait eme építmények esetében is alkalmazni kell. Többszintes, nyilvános garázsok esetében számításba kell venni, hogy az első szintet feltehetően sokkal többen fogják igénybe venni, mint a mélyebben lévőket.
A gépi szellőztetést ventilátorok végzik. Építészeti, tűzvédelmi és áramlástechnikai okokból egy garázs esetenként több, független szellőztetési szakaszra van osztva. Normál esetben a szellőzés keresztirányú, mert ezzel a megoldással jó téröblítés érhető el. Az egyenletesen elosztott szellőzőnyílások azt a célt szolgálják, hogy a garázs egyetlen helyén se lépjen fel a megengedettnél nagyobb károsanyag-koncentráció. A szellőztetés vezérlésénél a légtechnikai rendszer kialakítását, működését, a térkapcsolatokat is figyelembe kell venni. Az elszívó berendezés célszerű okból nem csak a kipufogógázok, hanem tűz során keletkező égéstermékek eltávolítására is alkalmas lehet.
A kezelő nélküli üzemmódot is felkínáló rendszert első sorban társasházak garázsa esetében célszerű telepíteni, hiszen ott a kezelés (nyugtázás, jelzéstörlés) központi felügyelet hiányában nem oldható meg. (A központ bekapcsolja a szellőzést, riasztásjelzést generál, a veszélyhelyzet elmúltával a jelzések törlődnek és a központ fokozatosan alaphelyzetbe tér vissza.) Ilyen autonóm működésű központ alkalmazásánál a hibajelzés megjelenítéséről azonban feltétlenül gondoskodni kell.
Az érzékelők elhelyezése, beállítás
A jelzőhálózat létesítése során gondoskodni kell a kábelek, vezetékek mechanikai védelméről. Ajánlott szerelési mód: páncélozott kábel szabadon szerelve, vagy MT jelű vezeték, ill. tűzjelző kábel szabadon szerelt vastag falú műanyag csőben elhelyezve. A rézvezető keresztmetszete legalább 1 mm2 legyen. Amennyiben egyazon jelzővonalon több érzékelőt kell működtetni, úgy a csatlakozásokat megfelelő védettséget adó műanyag elágazó dobozokban, sorkapocs felhasználásával kell elkészíteni.
Tekintettel arra, hogy ez a levegőnél kevéssel kisebb sűrűségű gáz belélegzés útján kerül a szervezetbe, az érzékelőket ezért „orrmagasságban”, vagyis padlószint fölött 1,5-1,7 m magasságban, lehetőleg tartópilléren kell elhelyezni. Az egy érzékelő által felügyelhető terület 100-300 m², mely a tér geometriájától, tagoltságától, szellőzöttségének állapotától, az érzékelő tulajdonságaitól függ. A gyárilag beállított előjelzési és riasztási szintek gyártmánytól függően lehetnek pl. 100 ppm és 200 ppm, vagy 50, 100, 200 ppm értékűek. Az analóg működésű érzékelők 4-20 mA kimenőjelet szolgáltatnak, ami a jelzőközpont segítségével igény szerinti szintbeállítást tesz lehetővé.
Sok esetben az alacsony előjelzési és riasztási szint indokolatlan vészjelzést generál. 50 vagy 100 ppm koncentráció gyakran létrejön egy induló, vagy járó motorral álló gépkocsi környezetében. A helyi feldúsulás a kipufogócső környezetében olykor 800-1000 ppm-et is elérhet. A mérhető koncentráció időben és térben változó, és arra jelentős befolyással van a szellőzöttség állapota is. Arra való tekintettel, hogy a vonatkozó rendelet CO-gáz esetében csúcskoncentrációnak CK=132mg/m3 (113ppm) értéket határozott meg, úgy beállítható szintek lehetőségét felkínáló berendezés esetében előjelzésnek 100 ppm-et, riasztásjelzésnek 200-250 ppm-et válasszunk. A több jelzési szintet kínáló gázjelző berendezés nyújtotta szolgáltatást kétfokozatú szellőzőberendezés esetében lehet előnyösen kihasználni.
Az ellenőrzött területen az érzékelők térbeli elrendezését a szellőztető berendezés befújó és elszívó nyílásainak helye, az építészeti kialakítás és a várható járműforgalom határozza meg. Az eredményes működés érdekében ezért az érzékelőket nem szabad szellőzőnyílások közelében, közvetlenül a parkolóhelyek mögött, vagy közvetlenül a fő közlekedési utak fölött elhelyezni. Riasztáskor fényjelzőket (villogó feliratú táblák) – esetenként hangjelzőket – kell működtetni. A fényjelzőket a garázs területén legfeljebb 400m2-enként, a fő közlekedési utak fölött vagy falfelületen, de bárhonnan jól láthatóan, a hangjelzőket a hallhatóság szem előtt tartásával (járó motorú gépkocsiban ember is tartózkodhat) kell elhelyezni. A fényjelzők felirata a következő tartalmú legyen: „CO-VESZÉLY! A GARÁZST GYORSAN ELHAGYNI! MOTORT LEÁLLÍTANI!”. Riasztásjelzéskor meg kell akadályozni a garázsba történő behajtást is (a bejárati lámpa tilos jelzésre való állításával, sorompó zárásával, vagy blokkolásával). Az állandó garázsfelügyelet helyiségében is kell lennie figyelmeztető jelzésnek.
Amennyiben az érzékelőket előzőleg már beszerelték, de a helyiségben átmenetileg az ott üzemszerűen folyó tevékenységtől eltérő munkák folynak (felújítás, festés, hegesztés, takarítás stb.), úgy az érzékelőket kikapcsolás után le kell szerelni vagy olyan módon szükséges megvédeni, amely lég- és vízmentes zárásukat teszi lehetővé a munkák alatti behatások elkerülésére. Ellenkező esetben az érzékelők tönkremehetnek! Egyértelműen jelölni kell, hogy üzemen kívül vannak. A vizsgálatot, beszabályozást és a rendszeres karbantartást erre a célra szolgáló hiteles gázmintákkal szabad csak végrehajtani! Az érzékelő méréstartományát meghaladó, tartós behatás ugyancsak működésképtelenséget eredményezhet!
Kazánházak
A gáz és olajtüzelésű berendezésekről a gázenergiáról szóló 1969. évi VII. törvény és a végrehajtására vonatkozó 1/1977 (IV. 6.) NIM és a 11/1982 (VII. 18.) IpM sz. rendelet intézkedik.
A gázérzékelő berendezés a használt gáz alsó robbanási határértékének 20 tf%-án hallható és látható módon adjon jelzést, és egyidejűleg kapcsolja be a vész-szellőztető berendezést, valamint az alsó robbanási határértékének 40 tf%-án szüntesse meg a teljes berendezés gázellátását, valamint hajtsa végre a helyiség villamos szempontból való leválasztását, kivéve a vész-szellőzést és vészvilágítást.
A gáztüzelő berendezés helyiségén kívül kell telepíteni a berendezés leválasztó főkapcsolóját, a vészszellőző berendezés kapcsolóját és a gázjelző berendezés által működtetett részleválasztó kapcsolót. Ha a gázjelző berendezésnek az ellenőrzött térben lévő villamos szerelvényei nem robbanásbiztos kivitelűek, akkor az automatikus részleválasztásnak ezekre is ki kell terjednie. Ennek elkerülése érdekében a gázérzékelő robbanásbiztos kivitelű kell, hogy legyen.
A vezetékeket és tartozékaikat a lehetőség szerint úgy kell létesíteni, hogy ne legyenek kitéve mechanikai sérülésnek, korróziónak, vegyi hatásoknak és hő hatásának. Ha az ilyen jellegű hatások elkerülhetetlenek, akkor védőintézkedéseket kell alkalmazni (pl. védőcsőben kell szerelni) vagy a kábel- és vezetéktípust kell megfelelően megválasztani. A mechanikai sérülés veszélyének csökkentése céljából többek között páncélozott, árnyékolt kábel, vezeték használható. Elterjedt típus az SZRMKVM-J jelű kábel. Kábelek és vezetékek csatlakoztatását azok típusának megfelelő kábelbevezetővel kell végezni. A falban a kábelek vagy védőcsövek átvezetésére szolgáló nyílásokat hatékonyan tömíteni kell.
A kábeleket, vezetékeket lehetőleg megszakítás nélkül kell vezetni. Az érzékelő vezetéke csak a térségen kívül elhelyezett szekrényben, sorozatkapcsok felhasználásával csatlakoztatható a gázjelző központ specifikációjában megjelölt kábelhez vagy vezetékhez.
Az érzékelőt mindenkor a gyártó által előírt pozícióban kell felszerelni, mert csak így biztosítható annak helyes működése (pl. úgy, hogy a szenzor „lefelé nézzen”). Földgáz (metán) érzékeléséhez a detektor a mennyezettől mérve legfeljebb 20-30 cm távolságban lehet. Ez a követelmény az alkalmazott szerelőidom használatakor automatikusan teljesül.
Kazánházban a berendezés felszerelését végezheti villanyszerelő, de az üzembe helyezés (majd a karbantartás is!) minden esetben erre jogosult, szakvizsgával rendelkező szakember feladata. Ő ugyanis írásos nyilatkozatot tesz a berendezés szabványosságáról, a megfelelő működésről. Az üzemeltető a garanciát csak a szabályosan üzembe helyezett és karban tartott berendezésre érvényesítheti.
Érzékelők vizsgálata, karbantartás
A berendezés időszakos ellenőrzésére és beállítására nagy gondot kell fordítani. Ez a művelet alapvető fontosságú a rendszer megbízhatóságának megőrzése érdekében. Az ellenőrzést valamennyi érzékelőnél hiteles koncentrációjú mintagázzal végezzük. Hagyjunk mindig megfelelő hosszúságú időt a jelzések megjelenésének, a vezérlés létrejöttének. A rendszer jellemzőivel, sajátosságaival, az alkatrészek élettartamával stb. kapcsolatos észrevételeket gondosan jegyezzük le. Egyes szállítók kikötik, hogy az üzembe helyezést csak saját vagy az általuk megbízott szakember végezheti el a garancia érvényesíthetősége okán.
Tilos és káros, ezért kerülni kell azt a gyakorlatot, amelyben az érzékelők működőképességéről cigarettafüsttel, vagy pl. öngyújtóból kiáramló gázzal kívánnak meggyőződni. Ennek a teljesen szakszerűtlen beavatkozásnak eredményeként szinte biztosan számíthatunk az érzékelők használhatatlanná válására. Nem éri meg próbálkozással kockára tenni az érzékelők épségét! Gondoljunk arra, hogy a szén-monoxid érzékelőnek milliomod résznyi koncentrációt kell érzékelnie!
Újonnan telepített rendszer üzembe helyezését követően az ellenőrzést, szükség esetén a beállítást a legtöbb gyártmány esetében nagyobb gyakorisággal kell végrehajtani. Katalitikus érzékelőknél a kezdeti időszakban 2-3 hetes időközökben szükséges a nullpontot ellenőrizni. Egy-egy üzemi periódus két ellenőrzés között pedig ne legyen 6 hónapnál hosszabb.
Az az időintervallum, mely szerint az ellenőrzést el kell végezni, különböző tényezőktől függ, beleértve az alkalmazott érzékelési technikát, az üzemeltetés alatt fennálló környezeti körülményeket. Általános gyakorlat és a gyártók előírása szerint az újra beállítás gyakorisága 6 hónap. A korszerű érzékelőkben működő mikroprocesszor viszont folyamatos önellenőrzést (nullpontállítás, linearizálás), valamint digitális szűrést (analóg értékek integrálása) hajt végre, ezért ezeknél utánállítás nem szükséges, de egyeseknél nem is lehetséges. A vizsgálat ekkor csupán a jelzési szintek ellenőrzésére kell, hogy korlátozódjon.
Végszó
Cikksorozatunkban áttekintettük a gázok mibenlétét, röviden foglalkoztunk a mérgező gázok tulajdonságaival, a jelzésükre alkalmas legelterjedtebb érzékelő-fajtákkal, és kitértünk a gázjelző berendezések létesítésével, szerelésével kapcsolatos kérdésekre. Csak egy szakszerűen felszerelt és üzembe helyezett, majd hosszú működése során megfelelően karbantartott berendezés szolgálja azt a biztonságot, amelynek elérése érdekében került sor felszerelésére.
Felhasznált irodalom: G. Frigo: Mérgező és éghető gázok érzékelése; VDI 2053 Légtechnikai berendezések garázsok és alagutak számára. Garázsok. (1989); A német belügyminisztérium rendelete garázsokról és beállóhelyekről. GaVO-Garázsrendelet. 1989. szeptember 13.; Gyártói termékismertetők.
