Sicherheit für Mensch, Umwelt und Prozess

CT-Produktfokus Gasmessgeräte

26.03.2019 Gase sind für viele chemische Prozesse unverzichtbar – wenn etwas schief läuft, können sie für Menschen und die Umwelt aber schnell zur Gefahr werden. Beiden Aspekten trägt unsere Übersicht von neueren Entwicklungen bei den Gasmessgeräten Rechnung.

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Sie stellt sowohl Produkte zur Gasdetektion und Gaswarnung vor als auch Lösungen für die Gasanalyse im Prozess selbst.

1: Gase erkennen in HD

Mit der GF620 hat Flir eine tragbare optische Gasdetektionskamera (OGI) mit HD-Auflösung vorgestellt. Sie wurde speziell für die Öl- und Gasindustrie entwickelt und eignet sich für die Erkennung und Visualisierung unsichtbarer Kohlenwasserstofflecks wie Methan und anderer flüchtiger organischer Verbindungen.

Mit der HD-Auflösung bietet die Kamera die vierfache Pixelanzahl gegenüber den Vorgängermodellen. Damit können die Inspektoren flüchtige Kohlenwasserstoff-Emissionen aus größerer und sicherer Entfernung aufspüren als mit geringer auflösenden OGI-Kameras. Die Kamera ist mit einem Infrarotdetektor mit einer Auflösung von 640×480 Pixeln ausgestattet und für Temperaturmessungen kalibriert. Damit können die Anwender den Wärmekontrast zwischen dem Gas und dem Hintergrundbereich anpassen, um die Sichtbarkeit zu verbessern. Zudem können Wartungsteams die Temperaturmessfunktion nutzen, um elektrische und mechanische Bauteile auf Anzeichen für Verschleiß oder potenzielle Defekte zu überprüfen.

2: Schutz vor gefährlichen Kältemitteln

Der Kältemittelmessfühler Gasdetector IR 220 von Bieler + Lang kommt dort zum Einsatz, wo Kältemittel austreten können. Denn viele synthetische Kühlmittel sind toxisch, klimaschädlich oder gar explosiv. Durch die Kältemittelüberwachung mit Gaswarngeräten lassen sich die Prüfintervalle verlängern. Gaswarngeräte sind somit eine zuverlässige Alternative zu der sehr zeit- und kostenintensiven Dichtigkeitsprüfung von Anlagen. Das Messgerät verfügt über einen besonders langlebigen Sensor sowie eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit. Der Sensor des Messfühlers nutzt die Technologie des NDIR (Non Dispersive Infrared), um die Anwesenheit von Kältemitteln zu überwachen. Das Messgerät ist beständig gegen chemische Toxide. Das Messsignal wird nahezu unabhängig von Luftfeuchte und Temperatur gesendet. Der Kältemittelmessfühler erfasst Kältemittelgase von 0 bis 2.000 ppm. Er ist optional auch als Stand-alone-Lösung einsetzbar und funktioniert dann ohne weiteres Equipment.

3: Leckageortung vom Autodach aus

Das mobile Gasleckage-Ortungssystem von ABB Ability arbeitet mit der OA-Icos-Technik (Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy) und ist besonders empfindlich und präzise. Es kann Lecks bereits aus einer Entfernung von 150 m erkennen. Das System lässt sich auf Pkw, Geländefahrzeuge, Luftfahrzeuge und Drohnen montieren. Es besteht aus einem Analysator zur Messung von Methan und Ethan, einem GPS-System, einem Ultraschall-Anemometer und einer eigenen Software, die verschiedene Gaskonzentrationen in Echtzeit kartiert. Der komplexe Leckortungsalgorithmus der Software verknüpft die gemessenen Gaskonzentrationen (CH4, C2H6) mit den GPS-Koordinaten und der lokalen Windgeschwindigkeit, um so die undichte Stelle zu lokalisieren. Es ist dabei möglich, direkt während der Fahrt zu messen und über eine mobile App zu kartieren. Die Messungen werden im Gerät gespeichert und lassen sich zur zentralen Überwachung in Echtzeit in eine Cloud übertragen.

Typische Anwendungsbereiche sind die Leitungsüberwachung, die Überprüfung von Hauptleitungen und Anschlüssen, die Geruchskontrolle, die Bauprüfung, die Katastrophenevaluation und die Frostgrenzenauswertung.

4: Warngerät als persönliche Schutzausrüstung

Die Mehrgas-Warngeräte Microtector III G888 und Polytector III G999 von GfG warnen im Alarmfall mit 103 dB(A). Anhand unterschiedlicher Tonsequenzen sowie der Signalfarben grün, gelb und rot ist leicht zu erkennen, ob man sich in einer sicheren, belasteten oder gefährlichen Atmosphäre befindet. Die integrierte Ansaugpumpe im Polytector lässt sich durch einfaches Hochschieben der Diffusionssperre aktivieren. Damit werden die Diffusionsöffnungen verschlossen, und das Gerät kann aus bis zu 300 m Entfernung Gase ansaugen. Die Gaswarngeräte verfügen optional über einen Man-down-Alarm und ein Funkmodul mit Signalüberwachung. Messwerte und Alarme lassen sich per Funk etwa an PC, Laptop oder Tablet senden. Für Arbeiten im Ex-Bereich steht der mobile „GfG-Link“ zur Verfügung. Der Einsatzleiter kann über eine integrierte Pagerfunktion vorkonfigurierte kurze Warnungen, Anweisungen und Empfangsbestätigungen auf das Display des Gaswarngerätes seines Kollegen senden, um mit ihm zu kommunizieren.

In den Mehrgas-Warngeräten können bis zu fünf Sensoren für unterschiedlichste toxische und brennbare Gase sowie Sauerstoff verbaut werden. Damit sind bis zu acht verschiedene Messungen mit Messbereichen von ppm, UEG und Vol-% zusätzlich zu den anderen sicherheitserhöhenden Funktionen in einem Warngerät gleichzeitig möglich.

5: Sicherheit in Risiko-Umgebungen

Die Einzelarbeitsplatz-Absicherung G7c von Blackline Safety/Knip stellt alle Systeme und Informationen bereit, die für die Sicherheit und die Rettung von Personen wichtig sind. Bei einem Gasleck warnt das Gerät die Kollegen, sodass alle wichtigen Maßnahmen ergriffen werden können. Eine Freisprech- und Nachrichtenfunktion über 3G-Netze macht außerdem eine zuverlässige Kommunikation möglich. Bei Bewusstlosigkeit oder einem Sturz erfolgt automatisch ein Alarm. Die Geräte sind individualisiert – das Rettungsteam oder die Kollegen wissen so immer genau, um wen es geht, und können besondere Arbeitsbedingungen oder gesundheitliche Probleme beachten.

Eine GPS-Ortung in Echtzeit ermöglicht es, den Notfall genau zu lokalisieren. Mithilfe von Bewegungsprofilen können die Wege der Kollegen nachverfolgt oder der sichere Ablauf einer Evakuierung überwacht werden.

6: Ausfälle von Gaswarnmittel bleiben nicht unbemerkt

Das MSB2-ES-Modul von MSR-Electronic überwacht verwendete Gaswarnmittel auch im ausgeschalteten Zustand auf Funktionalität und Drahtbruch. Sollte ein Warnmittel ausfallen, schlägt das Modul Alarm. Somit verhindert es, dass Warnmittel unbemerkt ausfallen bzw. abgeklemmt oder zerstört werden. Diese Überwachung geht über die in den Normen für die Gasdetektion definierten Warnmittel und Sicherheitsmaßnahmen hinaus. Das Modul hängt am sicheren SIL2-Bus im System.

7: Bis zu sieben Gase gleichzeitig messen

Das Dräger X-am 8000 misst bis zu sieben toxische oder brennbare Gase und Dämpfe sowie Sauerstoff gleichzeitig – im Pumpen- oder Diffusionsbetrieb. Prozesssicherheit wird durch ein klares Signalisierungskonzept und Assistenzfunktionen erreicht. Das Gasmessgerät unterstützt verschiedene typische Anwendungen mit speziell entwickelten Assistenzfunktionen, die den Nutzer Schritt für Schritt durch den jeweiligen Prozess führen. Beim Freimessen beispielsweise berechnet das Gerät aus Parametern wie Messgasen, Temperaturgrenzen und eingegebener Schlauchlänge die erforderliche Flutungszeit mit der verwendeten Sonde. Das übersichtliche Farbdisplay zeigt alle Informationen gut lesbar an. Im Alarmfall warnt das Gerät mit farbigen Alarm-LED, einer lauten Hupe sowie deutlich spürbarer Vibration.

Für die Messung von flüchtigen Kohlenwasserstoffen kann das Gasmessgerät mit einem von zwei neuen leistungsstarken PID-Sensoren bestückt werden. Der PID HC deckt einen Messbereich von 0 bis 2.000 ppm (Isobuten) ab. Der PID LC ppb eignet sich besonders für einen Messbereich von 0 bis 10 ppm (Isobuten) mit einer hohen Auflösung im Bereich unter 1 ppm.

8: Wartungsarmer Feuchteanalysator für CCR-Anwendungen

Michell Instruments hat seinen Prozessfeuchteanalysator QMA601 aktualisiert und dabei die Lebensdauer des QCM Feuchtesensors verlängert. Das Gerät eignet sich für den Einsatz in Prozessen von kontinuierlichen katalytischen Reformierverfahren zur Regeneration (CCR).

Mit schneller Ansprechzeit und stabilen Messergebnissen bietet er Anwendern eine präzise Feuchteüberwachung über längere Zeiträume bei geringem Wartungsaufwand. Zudem ist eine neue Option des Probenaufbereitungssystems verfügbar, die über ein Ventil das Messgas vom Sensor isoliert, während der Drainage- / Bypass-Durchfluss weiterhin die Probenleitung spült. Der Prozessfeuchteanalysator erreicht ein unteres Detektionslimit von 0,01 ppmV (LDL), die obere Messbereichsgrenze wird mit 2.000 ppmV angegeben. Der Analysator verfügt über ein vollfarbiges Touchscreen-Interface zur Abfrage und Bedienung direkt vor Ort und ohne Einschränkung der Explosionssicherheit. Das Hauptdisplay umfasst eine Echtzeitgrafik und zeigt die einstellbaren Alarmüberwachungen. Das Gerät ist vollständig nach Atex, IECEx und cCSAus zertifiziert und somit für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet.

9: Rauchgase unter allen Bedingungen thermometrisch messen

Infrarot-Strahlungsthermometer von Heitronics messen (Rauch-)Gastemperaturen schnell und zuverlässig bei unterschiedlichen Prozessbedingungen. Ein eigens entwickelter Algorithmus erlaubt es, die Erfassungstiefe über die verwendete Wellenlänge zu berechnen.

Infrarot-Strahlungsthermometrie eignet sich besonders für Gase wie CO, CO2 oder H2O, die starke Emissionsbanden im Infraroten aufweisen. Anders als bei festen Objekten gibt es bei gasförmigen Medien keinen definierten Messpunkt. Der entwickelte Algorithmus macht es möglich, die Sichtweite für verschiedene Verbrennungsbedingungen zu berechnen und einen geeigneten Spektralbereich für beliebige Gaskonzentrationen zu ermitteln – auch bei kleineren Kammerabmessungen oder niedrigeren Temperaturen. Es ist kein Aufwand für die Bestimmung der Wellenlänge notwendig. Die Strahlungsthermometer ermöglichen die Temperaturmessung in chemischen Reaktoren und sind für unterschiedliche Kesseldimensionen geeignet.

10: Analysesystem für die kontinuier­liche Emissionsmessung

ABB hat sein Produktportfolio der kontinuierlichen Gasanalyse um das schlüsselfertige Mehrkomponenten-FTIR-Analysensystem ACF5000 für die Emissionsüberwachung erweitert. Das Standardsystem kombiniert die Vorteile eines FTIR-Spektrometers mit der Flammenionisations-Technologie (FID) und einer Sauerstoffmessung (Zirkondioxid-Sonde) und ermöglicht somit die simultane Messung von bis zu 15 Messkomponenten. Das hochauflösende FTIR-Spektrometer erlaubt eine selektive Messung von infrarot-aktiven Gasmolekülen mit hoher Stabilität und Empfindlichkeit. Zu den typischen Einsatzgebieten zählen neben fossil befeuerten Kraftwerken auch Müllverbrennungsanlagen und Anlagen mit Sekundärbrennstoffen wie Zement-Drehrohröfen. Zusätzlich zu der wartungsfreien und luftgetriebenen Injektorpumpe stellt die interne Validiereinheit eine besondere Neuheit des Systems dar. Damit erlaubt das Analysensystem eine einfache, regelmäßige Validierung der Messbereiche.

Darüber hinaus ermöglicht das Messsystem, die Summe von VOC-Komponenten mithilfe des FTIR-Verfahrens zu messen. Dieser neuartige Ansatz zur Messung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe ist – sofern von den lokalen Behörden zugelassen – eine elegante und kostengünstige Alternative zur herkömmlichen VOC-Messung mittels FID-Technologie. Im Gegensatz zum FID sind bei der FTIR-Messung keine Verbrauchsmaterialien, wie beispielsweise Brennerluft und Wasserstoff, erforderlich.

11: Erweiterte Atex-Zertifizierung für Acetylen und Wasserstoff

Die portablen Sauerstoff-Analysatoren von AII/Michell wurden um die Zulassung für den Einsatz in explosiven Atmosphären mit Acetylen und Wasserstoff auf Atex II 2 G Ex ib IIC T4 Gb erweitert. Zu den neu zertifizierten Sauerstoff-Analysatoren gehören die Instrumente GPR-1000, GPR-1100 und GPR-2000 sowie der GPR-1200 Premium Analysator. Die portablen Sauerstoff-Analysatoren eignen sich für Messungen zur Sicherstellung der Produktqualität genauso wie zur Vermeidung potenziell explosiver Atmosphären durch die Erkennung von Leckagen. Durch Nutzung der galvanischen Sauerstoff-Sensoren sind die portablen Analysatoren sehr wartungsarm. Die Sensoren haben eine Lebensdauer zwischen 24 und 32 Monaten, und der Austausch ist einfach und schnell durchzuführen.

Das Design des integrierten Sampling Systems eliminiert Wartezeiten zwischen aufeinanderfolgenden Messungen, ermöglicht die Spülung der Messleitungen im Bypass und sichert auf diese Weise sehr schnelle Ansprechzeiten auf Änderungen der Sauerstoff-Konzentrationen im ppm-Bereich. Das Sample-Bypass-System sperrt die Sensoren über ein 4-Wegeventil von hohen Umgebungs-Sauerstoffkonzentrationen ab und sorgt für hohe Standzeiten. Die Akkulaufzeit wird mit bis zu 30 Tagen angegeben.

12: Diagnose von Gasanalysatoren via QR-Code

ABB hat den Zugang zu den System- und Diagnosedaten seiner kontinuierlichen Gasanalysatoren vereinfacht: Auf dem Display der Analysensysteme wird ein QR-Code dynamisch generiert, der alle relevanten system- und analysatorspezifischen Daten enthält. Die Informationen enthalten u. a. Daten zur Identifizierung und Systemkonfiguration und -zustand, aber auch spezifische Informationen zu dem jeweiligen Analysatormodul der Geräte. Durch Auslesen mit einem mobilen Endgerät erfolgt so eine schnelle, automatische und vor allem fehlerfreie Datenerfassung ohne manuelles Kommunikations-Pingpong.

Der Zugriff geschieht über das zentrale Frontdisplay und benötigt keine manuelle Eingriffe am System. Der dynamisch generierte QR-Code läßt sich einfach über das Bedienmenü erreichen bzw. im Wartungsfall oder bei Systemausfall über einen Schnellzugriff aufrufen. Über den QR-Code werden Servicetätigkeiten an einem zentralen Speicherort vollständig dokumentiert.

CT-Produktfokus: Geräte zur Gasanalyse, -detektion und Emissionsüberwachung

Heftausgabe: März/2019
Jona Göbelbecker, Redaktion

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Jona Göbelbecker, Redaktion
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