Yksityiskohtainen johdatus kaasuilmaisimen kalibrointimenetelmään
A. Esisekoitettu kalibrointikaasu
Kalibrointikaasun esisekoitusmenetelmä on kaasuanturin kalibrointi ja menetelmä. Esisekoitetut kalibrointikaasut voidaan puristaa ja varastoida sylintereissä paineen alaisena. Nämä pullot voivat olla minkä kokoisia tahansa, mutta kentällä kalibroitaessa ihmiset suosivat pienempiä, kevyempiä pulloja. Nämä pienet kannettavat kaasupullot voidaan jakaa kahteen luokkaan: matalapaine- ja korkeapainekaasulaitteet.
Matalapaineiset kaasupullot ovat ohutseinäisiä, kevyitä eivätkä yleensä ole kierrätettäviä ja kertakäyttöisiä. Korkeapaineiset kaasupullot on suunniteltu puhtaasti kemiallisia vaaroja varten. Kalibrointikaasuja varten näissä pulloissa on yleensä paksut seinämät ja ne kestävät jopa 2000 psi:n painetta.
Anturin kalibroimiseksi ja korkeapainekaasun virtaamiseksi ulos korkeapainekaasupullosta tarvitaan paineenalennuslaite. Se koostuu paineensäätimestä, painemittarista ja virtauksenrajoitusreiästä. Virtauksenrajoitusaukko on hyvin pieni lineaarinen reikä, joka sopii sallimaan tietyn määrän ilmavirtaa tietyllä paineella.
Jotkut anturit vaativat kosteutta kalibrointiprosessin aikana saadakseen oikeat lukemat. Kostutusprosessin vaiheet ovat samat kuin anturin nollapisteen asetus.
B. Läpäisylaitteet
Permeaatiolaite on suljettu säiliö, joka sisältää kemikaaleja, jotka tasoittavat kaasu- ja nestefaasit. Kaasumolekyylit tunkeutuvat läpäisysäiliön reunan tai yläosan läpi. Kaasumolekyylien tunkeutumisnopeus riippuu aineen läpäisevyydestä ja lämpötilasta. Levitysaste on vakaa pitkällä aikavälillä. Läpäisevään kemikaaliin sekoitettu vakiokalibrointikaasu, jonka läpäisevyys tunnetaan lämpötilan perusteella. Tämä vaatii termostaattisen kaliiperimittarin ja virtaussäätimen. Permeaattiputket kuljettavat kuitenkin jatkuvasti kemikaaleja tasaisella nopeudella, mikä aiheuttaa varastointi- ja turvallisuusongelmia. Tietyn kaasun läpäisevyys voi olla liian korkea tai liian alhainen sovellukselle. Esimerkiksi korkean höyrynpaineen kaasut tunkeutuvat liian nopeasti ja erittäin alhaisen höyrynpaineen kaasukemikaalien läpäisevyys on liian alhainen ollakseen hyödyllinen.
Osmoosilaitteita löytyy enimmäkseen laboratorioista ja niitä käytetään usein analyyttisissä laitteissa. Kaasunvalvontaan anturien kalibrointiin tarvittavat pitoisuudet ovat tyypillisiä korkean läpäisevyyden laitteille. Siksi sen käyttö on rajoitettua.
C. Ristikalibrointi
Ristikalibrointimenetelmällä pääasiassa jokainen anturi kärsii muiden kaasujen aiheuttamasta häiriöstä. Esimerkiksi 100 % LEL-etaanikaasun kalibroimiseksi käytetään tavallisesti 50 % ELE-metaanikaasua varsinaisen etaanikaasun sijaan. Tämä johtuu siitä, että etaani on nestettä huoneenlämpötilassa ja sillä on alhainen höyrynpaine. Siksi on vaikeaa käyttää turvallista seosta ja ylläpitää sitä korkeassa paineessa.
Toisin sanoen metaanilla on korkea höyrynpaine ja se on erittäin vakaa. Lisäksi se voidaan sekoittaa ilman kanssa ja pitää erittäin korkeissa paineissa. Metaania voidaan käyttää useammissa kalibrointitilanteissa kuin etaaniseoksia, ja sillä on pitkä käyttöikä. 50-prosenttinen etaaniseos on helposti saatavilla. Siksi palavien kaasujen hälyttimien valmistajat suosittelevat metaanin käyttöä muiden kaasujen kalibroinnin korvikkeena.
On olemassa kaksi menetelmää metaanin käyttämiseksi korvikkeena muiden kaasujen kalibroinnissa. Ensimmäinen tapa on kalibroida palavien kaasujen hälytin metaanilla ja samalla korvata muiden kaasujen lukemat kertomalla saadut lukemat ohjeen vastekertoimilla. Tämä koskee yleisimmin käytettyjä katalyyttisiä antureita.
Katalyyttinen anturi on linjalähtö, joten vastekerrointa käytetään täyden asteikon mukaisesti. Esimerkiksi kun anturi kalibroidaan metaanilla, pentaanin tuotto on vain puolet metaanista. Siksi pentaanin vastetekijä on 0,5. Joten kun anturi todella havaitsee pentaanin, mutta se on kalibroitu metaanilla, lukema kerrotaan 0,5:llä pentaanilukeman saamiseksi.
Toisessa menetelmässä käytetään edelleen metaania kalibrointikaasuna, mutta kalibrointilukema kaksinkertaistuu. Käytä esimerkiksi 50 % LEL-metaanin kalibrointikaasua 100 % LEL-pentaanin kalibrointiin. Vaikka kalibroinnin aikana käytettiin metaanikaasua, sen lukema on laitteen kalibroinnin jälkeen pentaanikaasun pitoisuus.
D. Kaasun sekoitus
Kaikkia kalibrointikaasuja ei ole saatavilla. Vaikka se olisi saatavilla, on mahdollista, että tietyllä pitoisuudella tai kiinteällä taustaseoksella kalibrointikaasua ei ole saatavilla. Monet kaasuseokset voidaan kuitenkin laimentaa alhaisen pitoisuusalueen kaasumonitoreiden kalibroimiseksi.
