Gaz Algılama Sistemleri

Endüstriyel tesislerde yaşanan iş kazaları yaralanmalara, hatta ölümle sonuçlanan iş kazalarına sebep olmaktadır. İş kazalarının sıkça yaşandığı bu dönemde alınacak ufak önlemler, büyük kayıpların önüne geçerek yaşanacak sıkıntıların minimuma inmesinde büyük önem taşımaktadır. Bu anlamda gaz detektörleri, zehirli ya da yanıcı madde sızıntılarını, erken tespit ederek insanların zamanında bölgeden uzaklaşmasını sağlayarak, büyük kayıpların engellenmesinde önemli rol oynamaktadır. Draeger Safety gaz sızıntıları ile ilgili makalesinde gaz sızıntıları gözle görülemeyeceği için, gazın yapısının ve karakteristik özelliklerinin bilinmesi, olası tehlikeye uygun gaz algılama sisteminin seçilmesi ve gerekli periyodik bakım ve kalibrasyonlarının yapılması, en az sistemin kurulması kadar önemli olduğunu belirtiyor. Bina içerisine gaz detektörlerinin yerleştirilmesi doğru hesaplama gerektirir. Gaz detektörünün muhtemel sızıntı kaynağının yakınına yerleştirilmesi uygundur. Ancak sızıntının her yöne doğru olabileceği de unutulmamalıdır. Sabit tip gaz dedektörlerinden gelen sinyalleri değerlendirerek, verilen alarm senaryolarını gerçekleştiren kontrol panelleri ve bu panellerin çalışma istikrarı da gaz algılamada göz önünde bulundurulması gereken önemli bir husustur.

Gaz algılama prensipleri

Gazların algılanmasında birçok teknik kullanılmaktadır. Ancak bazı metotlar diğerlerinden daha kullanışlı ve uygundur. Yıllar boyunca yaşanan deneyimler ve ihtiyaçlar sonucunda, teknik üstünlük ve güvenilirlik açısından üç yöntemin bir çok uygulama için daha uygun olduğu ortaya çıkmıştır. Bunun sonucunda yanıcı ve patlayıcı gazlar için " katalitik " ve " Infrared " ölçüm tekniği, Oksijen ve toksik gazlar için " elektrokimyasal " yöntemler kullanılmaya başlanmıştır.

Katalitik Sensörler

Bir katalist malzeme kullanılarak, patlayıcı gazların oksijen ile katalist yardımıyla tepkimeye girmesi sonucunda açığa çıkan ısının elektriksel sinyale dönüştürülmesiyle yapılan ölçüm tekniğidir. Pellistör tipi sensörler olarak adlandırılan bu dedektörler, bir Wheatstone köprüsü ölçüm değerlerindeki değişikliği elektrik sinyallerine çevirirler.

Infra Red Sensörler

Hidro Karbon grubu gazların ve bazı özel gazların, belli dalga boyundaki ışığı soğurma özelliğinden faydalanılarak gaz konsantrasyonu ölçümü yapan dedektörlerdir. IR teknolojisi yüksek hassasiyet, uzun ömür ve yüksek stabilite gibi özellikleri ile ön plana çıkan bir teknolojidir.

ElektrokimsayaL Sensörler

Hedef gazın, elektrolit ile kimyasal reaksiyona girerek, reaksiyon sonucunda oluşan elektronların elektriksel sinyallere çevrilmesi esasına dayanan ölçüm teknolojisidir. Elektro-kimyasal ölçüm tekniğinde sensörlerin ürettiği sinyalleri anlamlı kontrol sinyallerine (4-20, 0 -20 mA, 0-10 V) çeviren bir transmitter (iletici) ile birlikte kullanılır.

Kontrol Panelleri

Patlayıcı ya da Toksik Gaz algılama sistemleri, önceki bölümlerde yer alan sensörlerden ve bu sensörlerin bağlı olduğu kontrol panelleri ile alarm cihazlarından oluşurlar. Sahada bulunan dedektörler, ölçüm sonuçlarını kontrol paneline göndererek tehlikeli seviyelerdeki gaz konsantrasyonları oluşması durumunda, kontrol panelin alarm senaryosuna uygun tepkiler vermesini sağlarlar. Farklı alarm seviyelerine göre, havalandırmaların çalıştırılması, gaz kaynağının kesilmesi, tutuşturma etkisi yaratabilecek elektriklerin kapatılması gibi önlemler, kontrol panelleri tarafından gerçekleştirilirler. Kontrol panelleri ile sahadaki dedektörler arasında haberleşme analog ya da dijital haberleşme protokolleri ile sağlanmaktadır. Başlıca analog haberleşme protokolleri arasında 4-20 mA, 0-20 mA ve 0-10 V gelmektedir. HART, LON, Fieldbus, Profibus, gibi protokoller ise, günümüzde kullanılan başlıca sayısal haberleşme protokolleridir. Sistemdeki haberleşmeden bahsedebilmek için, sahadaki dedektörlerin sayısal ya da dijital haberleşmeyi desteklemesi, diğer tarafta bulunan kontrol panelinin de uygun haberleşme protokolünü desteklemesi gerekir. Pek çok uygulamada, Gaz algılama sistemleri kendilerine özgü bağımsız kontrol panelleri ile birlikte kullanılmakta, işletmelerin genel otomasyon sistemleri (SCADA, DCS, ESD vb...) ile haberleşmektedir.

Gaz algılama sistemi kontrol panellerinin diğer sistemlerden ayrı tutulmasının en temel sebebi sürekliliktir. Process kontrol ekipmanlarında meydana gelecek bir arızanın, gaz algılama sistemini etkilememesi gerekmektedir. İşletme ekipmanlarında oluşan arızalarda, tehlikeli gaz kaçaklarının oluşma ihtimalleri normalden daha yüksektir. Bir başka deyişle, işletmede bir sorun olduğunda, gaz algılama sistemlerinin özellikle çalışır durumda olması gerekmektedir. Bu durum, kontrol panellerinde dayanıklılık, yedekli çalışma, arıza emniyeti ve güvenlik sınıfı (SIL) ve performans onayları gibi kavramları beraberinde getirmektedir.

Gaz algılama sistemi kontrol panellerinin diğer sistemlerden ayrı tutulmasının en temel sebebi sürekliliktir. Process kontrol ekipmanlarında meydana gelecek bir arızanın, gaz algılama sistemini etkilememesi gerekmektedir. İşletme ekipmanlarında oluşan arızalarda, tehlikeli gaz kaçaklarının oluşma ihtimalleri normalden daha yüksektir. Bir başka deyişle, işletmede bir sorun olduğunda, gaz algılama sistemlerinin özellikle çalışır durumda olması gerekmektedir. Bu durum, kontrol panellerinde dayanıklılık, yedekli çalışma, arıza emniyeti ve güvenlik sınıfı (SIL) ve performans onayları gibi kavramları beraberinde getirmektedir.

Gaz algılama sistemlerinde amaç, büyük bir tehlikeye dönüşmeden önce sızıntıyı ilk oluşmaya başladığı anda tespit edebilmektir. Diğer bir önemli nokta ise, algılama teknolojisinin seçimi, detektör sayısı, sistemin rutin servis ve bakımı ile rüzgâr yönü, ortam sıcaklığı, arazi yapısı gibi faktörlere bağlı olarak sızıntı durumunda gazın olası yayılma yolunun tespit edilmesi ve detektörlerin doğru yerlere yerleştirilebilmesidir.