ศัพท์ต่างๆเกี่ยวกับการวัดแก๊ส

ศัพท์ต่างๆเกี่ยวกับการวัดแก๊ส

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับการตรวจวัดแก๊ส

เรารวบรามคำถามเกี่ยวกับการวัดแก๊สในอากาศทั่วไป  หรือในพื้นที่ปิดที่ต้องการทราบค่าความเข้มข้นของแก๊สแต่ละตัว  รวมถึงเทคนิคการติดตั้งหลากหลายรูปแบบเพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้องแม่นยำ  ซึ่งคำถามที่มักจะถามกันบ่อยๆก็มีดังนี้ค่ะ

 เซนเซอร์ควรจะอยู่ห่างจากจุดวัดเท่าไหร่?

อันนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานเป็นหลัก  ซึ่งโดยส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมทั่วไป เซนเซอร์หนึ่งตัวก็จะสามารถคลอบคลุมพื้นที่ประมาณ 5,000 – 7,000 ตารางฟุต  หรือเท่ากับระยะห่าง 70 – 80 ฟุต หรือประมาณ 35 – 40 ft radius. ในพื้นที่ๆอันตรายสูงเราก็จะลดพื้นที่นี้ลงมาเพื่อให้การตรวจจับแม่นยำขึ้น

 การติดตั้งเซนเซอร์ควรมีความสูงสักเท่าไหร่?

ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของแก๊สที่ต้องการวัดโดยเทียบกับมวลอากาศ   แก๊สที่หนักกว่าอากาศควรติดตั้งให้ห่างจากพื้นประมาณ 6 นิ้วจากพื้น   แก๊สที่เบากว่าอากาศก็ควรจะอยู่สูงในแนวเพดาน  หรือถ้าเป็นแก๊สที่มีน้ำหนักใกล้เคียงกับอากาศ ก็ควรจะอยู่ในระนาบเดียวกับระดับความสูงเฉลี่ยของมนุษย์ ประมาณ 4 – 6 ฟุตจากพื้น ทั้งนี้ทั้งนั้นควรคำนึงถึงการเข้าถึงตัวเซนเซอร์ด้วยในเวลาที่ต้องทำการ calibrate หรือต้องบำรุงรักษาเครื่อง

ตำแหน่งของเซนเซอร์ก็ไม่ควรอยู่ใกล้พัดลมระบายอากาศ  หรือจุดที่เปิดสู่ภายนอก  ควรอย่างยิ่งที่เซนเซอร์จะอยู่ในจุดที่มีการไหลเวียนของอากาศดี  ข้อสำคัญนะค่ะ อย่าติดตั้งเซนเซอร์ไว้ในจุดอับ เพราะอากาศที่เซนเซอร์เห็นนั้นอาจจะเป็นอากาศที่นิ่งอยู่ในจุดนั้นๆเป็นเวลานาน  และไม่ใช่อากาศที่แท้จริงที่ต้องการทราบค่าก็ได้ค่ะ

 แก๊สที่วัดกันมีอะไรบ้าง?

ส่วนใหญ่ก็มีดังนี้ค่ะ
Ammonia NH3 
Arsine AsH3 
Carbon Dioxide CO2 
Carbon Monoxide CO 
Chlorine Cl2 
Combustible Gases n/a 
Ethylene C2H4 
Ethylene Oxide C2H4O 
Fluorine F2 
Formaldehyde CH2O 
Hydrogen H2 
Hydrogen Chloride HCl 
Hydrogen Cyanide HCN 
Hydrogen Fluoride HF 
Hydrogen Sulphide H2S 
Methane CH4 
Oxygen O2 
Ozone O3 
Nitric Oxide NO 
Nitrogen Dioxide NO2 
Phosphine PH3 
Propane C3H8 
Refrigerants R11, R12, R22, R114, R123, R134A, R401A, R401B, R402A, R404A, R407C, R408A, R409A, R410A, R422A, R422D, R438A, R500, R502, R507, R507A, R717 
Silane SiH4 
Sulphur Dioxide SO2 
TVOC   
ถ้าเป็นแก๊สพิเศษที่นอกเหนือจากรายการนี้  เราก็มีค่ะ  ต้องโทรคุยกับเจ้าหน้าที่เราเอา

 แก๊สมีหนัก  มีเบาด้วยรึเปล่า?

สสารทุกชนิดมีมวลที่กำหนดโดยจำนวนและชนิดของอะตอมในโมเลกุล เมื่ออยู่ในสถานะก๊าซ โมเลกุลที่มีขนาดใหญ่และหนัก  ก็จะเป็นแก๊สที่หนักค่ะ

 molecular weights ของแก๊สคืออะไร?

อธิบายง่ายๆก็คือน้ำหนักของโมเลกุลนั่นเอง  ตัวอย่าง Molecular weight ของแก๊สที่มีอยู่ทั่วไปก็ได้แก่

Air   29 
Ammonia NH3 17 
Carbon Monoxide CO 28 
Carbon Dioxide CO2 44 
Chlorine Cl2 71 
Hydrogen H2 2 
Hydrogen Sulphide H2S 34 
Methane CH4 16 
Oxygen O2 32 
Ozone O3 48 
Nitric Oxide NO 30 
Nitrogen Dioxide NO2 46 
Propane C3H8 44

 เซนเซอร์สำหรับวัดแก๊สมีกี่ชนิด  อะไรบ้าง?

มีเยอะมากค่ะ  ขึ้นอยู่กับชนิดของแก๊ส และความเหมาะ  ไม่เหมาะ  และต้องการความละเอียด แม่นยำขนาดไหน เซนเซอร์บางอย่างก็จะทำมาพิเศษสำหรับแก๊สชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ  ซึ่งเซนเซอร์ก็จะจำแนกตามประเภทหลักๆดังนี้ค่ะ
1. Solid State (หรือ Metal Oxide Semiconductor, MOS)
2. Electrochemical
3. Catalytic
4. Infrared
5. Galvanic
6. Photoaccoustic
7. PID
8. อื่นๆ

ก๊าซส่วนใหญ่ก็จะมีเซนเซอร์เพียงหนึ่งหรือสองชนิดเท่านั้นที่เหมาะและวัดได้ ฉะนั้นเราก็จะพิจารณาจากความต้องการใช้งานเป็นหลักเช่น ความแม่นยำ ก๊าซเฉพาะเจาะจงหรือไม่ อายุขัยเซ็นเซอร์ และสุดท้ายค่าใช้จ่าย

 เซนเซอร์แต่ละแบบมีความแตกต่างกันอย่างไร?

SENSORS ADVANTAGES DISADVANTAGES 
Solid State (MOS)  Low cost, long life, quite resistant to poisoning.     Broad spectrum, non-specific, not as accurate as other types. 
Electrochemical  Accurate, repeatable, more gas specific, defined cross sensitivities.   Relatively short life, moderately expensive. 
Catalytic   Range 0 to 100% LEL for many combustible gases, accurate, long life.   Moderately expensive, can be poisoned. 
Infrared   Very gas specific, best way to detect CO2, very accurate & stable, long life.  Expensive. 
Galvanic   Range 0 to 100% volume Oxygen, long life.     Expensive, poor low-end accuracy.

 การบำรุงรักษาเครื่องวัดก๊าซ หรือเซนเซอร์วัดก๊าซพวกนี้มีอะไรบ้าง?

ทั่วๆไปสำหรับเซนเซอร์ที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมถูกต้อง  การบำรุงรักษาจะต่ำมาก จะมีก็เพียงการตรวจดูความเรียบร้อย และเช็คความถูกต้องของการอ่านค่าประจำเท่านั้น  ส่วนการสอบเทียบ Calibration ก็จะขึ้นอยู่กับชนิดของเซนเซอร์และการใช้งานเป็นหลัก   ยกตัวอย่างเช่น การใช้งานโดยทั่วไปก็ควรสอบเทียบ (ทำ Calibration) ปีละหนึ่งหรือสองครั้ง  หรือถ้าใช้งานในพื้นที่ที่อากาศเป็นอันตรายต่อมนุษย์ก็ควรทำประมาณ 3 ถึง 4 ครั้งต่อปี  แต่ถ้าเป็นอุตสาหกรรมผลิตหนัก เราแนะนำให้ทำ calibration ปีละ 4 ถึง 6 ครั้ง หรืออาจจะ ทำทุกๆเดือนหากการสึกหรอมีมากและต้องการความแม่นยำสูง

 Calibration คือ?

อันนี้มีถามกันเข้ามามาก  การสอบเทียบก็คือการปล่อยให้เครื่องวัดเห็นสสารที่ต้องการวัด (ในที่นี้ จะเป็นสสารจริงๆ  หรือการจำลองก็ได้) และทำการปรับเครื่องถ้าจำเป็น การทำแบบนี้ก็เท่ากับการตรวจสอบว่าเครื่องยังอ่านค่าได้ถูกต้องแม่นยำอยู่หรือไม่  ในด้านอุปกรณ์วัดก๊าซ  การ calibrate ก็คือการปล่อยให้เซนเซอร์เห็นก๊าซที่จะวัดโดยที่เรารู้ปริมาณความเข้มข้นที่แน่นอน (มักจะเป็นถังแก๊สสอบเทียบ) และทำการปรับตั้งให้ค่าที่อ่านได้ตรงกับก๊าซมาตรฐานที่ป้อนให้เซ็นเซอร์  ส่วนการอ้างอิงก็แล้วแต่การให้ความน่าเชื่อถือของแต่ละหน่วยงาน

Instrument calibration refers to exposing the instrument to a known quantity of the measured substance (real or simulated) and resetting the instrument if required. This verifies that the instrument is operating properly and adjusts for any sensor drift. For gas detection equipment this involves exposing the sensor to a known concentration of the target gas, usually from a calibration gas cylinder, and resetting the instrument to adjust for sensor drift.

 cross-sensitivity คืออะไร?

Cross-sensitivity คือการที่เซนเซอร์ตอบสนองต่อก๊าซชนิดอื่นที่ไม่ใช่ก๊าซที่กำลัววัดอยู่  หรือเรียกอีกอย่างว่า interference gas

 combustible gases คืออะไร?

มีหลายคำที่ใช้อธิบาย combustible gas  ถ้าให้เข้าใจง่ายๆก็คือก๊าซที่สามารถติดไฟได้  ใช้เป็นเชื้อเพลิง หรือ จุดระเบิดได้นั่นเอง

 ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์  CO มาจากไหน?

โดยมากก็เกิดจากการเผาไหม้ของสารประกอบอินทรีย์ (organic compound) ส่วนใหญ่พบในไอเสียรถยนต์

 คาร์บอนมอนอกไซด์ CO กับ คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ต่างกันอย่างไร?

คาร์บอนมอนอกไซด์ Carbon Monoxide (CO) มาจากการปล่อยไอเสียของเครื่องยนต์
คาร์บอนไดออกไซด์ Carbon Dioxide (CO2) มาจากการหายใจออกของสิ่งมีชีวิต ในเชิงพาณิชย์ใช้เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพอากาศภายในอาคาร

 NO และ NO2 มาจากไหน?

Nitric Oxide (NO) และ Nitrogen Dioxide (NO2) คือก๊าซที่เป็นผลจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์  บางครั้งเรียกว่า Nox ซึ่ง Nox (Nitrogen Oxides) ในความเข้าใจของคนส่วนใหญ่ก็คือก๊าซทั้งสองชนิดรวมกัน  แต่จริงๆแล้ว Nox (Nitrogen Oxides) คือกลุ่มสสารที่เกิดจากการเผาไหม้ที่เกิดจากก๊าซไนโตรเจนและก๊าซออกซิเจนในอากาศ  ในไอเสีย ก๊าซที่พบมากที่สุดคือไนตริกออกไซด์ (NO) และตามด้วยก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) ไนโตรเจนออกไซด์อื่น ๆ ที่พบในปริมาณน้อยเช่น N2O, N2O3, N2O4, N2O5, N3O4 และ NO3

 ก๊าซ CO2 เกิดได้อย่างไร?

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ปกติเป็นก๊าซที่มีอยู่ตามธรรมชาติ (ในอากาศมีอยู่ 0.03%) และเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ถูกผลิตขึ้นจากการหายใจออกของสิ่งมีชีวิต จึงมักจะใช้เป็นตัวชี้วัดคุณภาพอากาศภายในอาคาร

คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ยังเกิดจากการเผาไหม้ของสารประกอบอินทรีย์ และมันยังจะเกิดขึ้นจากกระบวนการหมักอีกด้วย  คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ถูกใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม  โดยเฉพาะอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม  การรั่วไหลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 เป็นอันตรายมาก

 ก๊าซ H2S มาจากไหน?

Hydrogen Sulphide เกิดจากการสลายตัวของอินทรียวัตถุและในกระบวนการทางอุตสาหกรรมเช่นเยื่อกระดาษ น้ำมัน และก๊าซ มักจะเป็นก๊าซที่พบในท่อระบายน้ำ

 % LEL หมายความว่าอย่างไร?

LEL ย่อมาจาก Lower Explosive Limit  ซึ่งก็คือปริมาณก๊าซ (ในความเข้มข้นต่ำสุด) แต่ละชนิดในอากาศที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้หรือการระเบิดขึ้นได้ 

ก๊าซที่เผาไหม้ได้ถ้าผสมกับอากาศในปริมาณที่เหมาะก็จะเกิดการติดไฟได้  ซึ่งก๊าซแต่ละชนิดจะมีช่วงของการเกิดระเบิดได้ต่างกัน ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของอากาศและเชื้อเพลิงที่จะทำให้เกิดปฏิกริยานี้

ส่วน % LEL ก็คือ วิธีการวัดปริมาณความเข้มข้นของก๊าซที่เผาไหม้ได้ โดยที่เราตั้งช่วงการวัด (หรือการตอบสนอง) ของเซนเซอร์ไว้ที่จุดที่ต่ำกว่าจุดที่จะเกิดการระเบิดได้ของก๊าซนั้นๆ

 ppm คือ?

ppm ย่อมาจาก Parts Per Million
100% volume เท่ากับ 1,000,000 ”parts” 
1% volume เท่ากับ 10,000 ”parts”.

 % volume คือ?

เปอร์เซนต์ของก๊าซในหนึ่งปริมาตรของการวัด

 มีแก๊สอะไรบ้างที่จะเกิดขึ้นได้ในอาคารจอดรถ?

ถ้าเป็นไอเสียจากเครื่องยนต์ก็จะมี:   CO, Nitrogen Oxides
ถ้าเกิดจากเชื้อเพลิงรั่วไหลก็จะมี:   Propane, Gasoline, Deisel, Methane
แก๊สอื่นๆอีกเช่น:    ไอระเหยต่างๆของสารจำพวก Solvent

 มีแก๊สอะไรบ้างที่เกิดตามห้องเย็น ห้องแช่แข็ง?

โดยทั่วไปก็มีเช่น: Ammonia, Refrigerants

 มีก๊าซอะไรบ้างบริเวณสระว่ายน้ำ?

ก็สารจำพวกเคมีที่ทำให้น้ำสะอาดเช่น: Chlorine, Ozone

 มีก๊าซอะไรบ้างบริเวณคลังสินค้า  โกดัง ?

ก็จะเป็นก๊าซไอเสียจากรถบรรทุก หรือ รถโฟลกลิฟ Forklift เช่น: CO, Nitrogen oxides  หรือแก๊สไอระเหยต่างๆของสารจำพวก Solvent ที่เกิดจากสินค้า

 มีก๊าซอะไรบ้างตามอู่ซ่อมรถ?

ไอเสียจากเครื่องยนต์เช่น: CO, Nitrogen Oxides
จากเชื้อเพลิงรั่วเช่น: Propane, Gasoline, Deisel, Methane
แก๊สอื่นๆเช่น: ไอระเหยต่างๆของสารจำพวก Solvent