Traducción de las páginas, 509, 510, 511.Por. Orlando Moya F.

Capítulo 17

Instrumentos para lectura directa de gases, vapores y partículas

La concentración de muchos gases, vapores y partículas en el aire pueden ser medidas y leídas a través de instrumentos de lectura directa u otros dispositivos de medida y muestreo. El usuario puede leer la concentración de manera digital o análoga a través de dispositivos colorimétricos, por observación el nivel bajo o intenso del color que se presenta.

Un instrumento de lectura directa podría ser capaz de nmuestrear el aire en el puesto de trabajo o lugar de trabajo e indicar la concentración de sustancias(o tipos de sustancias, en el caso de instrumentos no específicos), ya sea como instantánea o como concentración promedio en un tiempo determinado (TWA time weighted average), dependiendo de la capacidad del dispositivo de medida.l

Este capítulo está estructurado primeramente para dar a conocer los instrumentos de lectura directa que se utilizan para muestreo de uno o varios componentes de gases combustibles. La segunda parte de este capítulo agrupa instrumentos de lectura directa que tienen la capacidad o la aplicabilidad para detectar diferentes componentes de sustancias como partículas.

Monitores utilizados para muestrear uno o varios componentes

Monitores de gases combustibles

Muchos instrumentos portátiles de lectura directa para muestreo de gases y vapores combustibles son comercializados. El operador puede familiarizarse con la calibración, uso y limites del instrumento en uso porque un elevado nivel de gases combustibles en el ambiente puede ser life-threatening. Estos instrumentos se basan en uno de dos principios: el cambio en la resistencia de un conductor subjetivo que intercambia calor por el gas de combustión, o el cambio de conductividad eléctrica de u semiconductor oxido metálico en presencia de un gas combustible. Ambos tipos requieren calibración usando un gas de referencia (puede ser pentano o hexano) y el resultado podrá ser interpretado correctamente.

Limites de explosividad (LEL/UEL)Cuando proporciones de vapores combustibles, son mezcladas con el aire y está presente una fuente de ignición, puede ocurrir un incendio o una explosión. Si el rango de la concentración sobrepasa, cuando esto ocurre, es llamado la explosión o incendio. El nivel bajo de este rango es llamado límite inferior de explosividad y cuando el nivel es alto es llamado límite superior de explosividad. El rango de explosividad o incendio y los límites inferior y superior son expresados en porcentaje de volumen. Si la atmósfera se encuentra por encima del UEL disuelta con aire fresco, podría traer una mezcla entre el rango de inflamabilidad o explosividad, de tal manera que ninguna atmosfera de gas inflamable o explosivo cerca o por encima de UEL podría ser considerada como un significante peligro de explosión.

En los más simples tipos de instrumentos de gas combustibles solamente uno proporciona precisión, usualmente con lecturas desde 0 a 100 por ciento del LEL. Diferentes modelos de medidores de gas combustible de LEL son distribuidos con medidores de rangos desde 5 por ciento de LEL hasta 100 por ciento por volumen de gas combustible, en escala total.Diseño del instrumento

Existen tres diferentes tipos de detección que los monitores de gases combustibles están basados. Un primer tipo está basado en la liberación de calor cuando el gas combustible o vapor es quemada (oxidada). La segunda está basada en el cambio en la conductividad eléctrica de un sensor semiconductor de metal oxidado (MOS)como el resultado de la adsorción de el gas combustible en su superficie. La tercera, mucho menos común, está basada en el cambio en la conductividad térmica de la atmosfera en presencia de un gas combustible. Todos los tres tipos disponibles comercialmente, usualmente en conjunción con otros monitores de gases construidos en los mismos instrumentos (monitores multigases).

En el primer tipo de monitor de gases combustible, el dispositivo tiene un filamento revestido con un catalizador que se calienta, parte de un wheat-stone bridge circuit, que causa la combustión del el gas, generando calor. El calor liberado causa un cambio en la resistencia eléctrica del filamento, produciendo un desbalance en el circuito que puede ser medido eléctricamente y transferido a una concentración.Una ilustración esquemática del sistema básico de flujo para un medidor de gas combustible y el diagrama de instalación eléctrica de un wheat-stone bridge circuit son presentados en la Fig 17-2.

En el segundo tipo de medidor de gas combustible, un MOS sensor adsorbe el contaminante de la atmósfera y la conductividad eléctrica de el sensor es cambiada como un resultado. Otra vez, el cambio en conductividad eléctrica es transferida a una concentración de gas combustible. La precisión del sensor MOS da un componente determinado que puede ser alterado por un cambio en la temperatura de la superficie externa del sensor que atrapa una resistencia heated imbedded in the MOS bead.

En el tercer tipo de instrumento, la atmosfera con el gas combustible sobre un filamento caliente, otra vez parte de un What Stone bridge circuit. El cambio en la conductividad térmica de la atmosfera como un resultado de la presencia de un gas combustible causa un cambio de temperatura en el filamento y de esta manera la resistencia eléctrica. Este desbalance en el circuito puede ser transferido a la concentración.

Porque el calor de combustión, las propiedades de adsorción de un gas combustible en la superficie de un MOS, y conductividad térmica son todos componentes dependientes. Similarmente, los limites inferiores de explosividad de los gases combustible son también componentes dependientes. De esta manera un medidor de gas combustible es calibrado generalmente con un componente particular (generalmente con pentano o hexano), tal que la concentración de otros gases combustibles presentese podrían ser sobreestimados por un instrumentoi calibrado con metano. Los instrum,entos siempre proveen curvbas de calibración o tablas para una variedad de combustibles, para ser usados en lecturas medidas correlacionadas la concentración de gases o vapores que no contiene metano.

Todos los medidores de gas combustible que cuentan con un filamento o alambre que se calienta – una superficie de ignición – tienen un flashback atrapador, que previene la combustión en el

detector desde que el instrumento es expuesto en la atmósfera. Las instrucciones de manejo para operar un medidor de gas combustible deberían ser revisadas cuidadosamente antes de que el dispositivo sea puesto en uso. En general, el medidor de gas combustible, requiere un breve periodo inicial de calentamiento hasta que las baterías puedan calentarse y ningún componente que opere en elevadas temperaturas.

El aire es enviado hacia la sampling probe y al detector por medio de una bomba de muestreo o un bulbo de compresión en forma manual. En algunos casos el aire se difunde en el instrumento de medición sin que empiece activamente a ser enviado en el interior del equipo. En muchas áreas de trabajo, la concentración de gas combustible o vapores fluctúa constantemente y se hace necesario observar el instrumento cuidadosamente para determinar el promedio y el pico de concentraciones en la lectura.Algunos instrumentos tienen built-in data-logging , características que pueden almacenar y recordar promedios integrados y mediciones de picos.

Ajuste a zero (encerado). El ajuste a zero puede ser realizado tomando el instrumento en una ubicación que no contenga gases combustibles o también pasando aire en el interior del filtro de carbón activado que remueve todos los vapores y gases combustibles (excepto el metano). Poruqe el metano no es removido del filtro del carbón activado. Esta precaución es requerida durante el encerado si la presencia de metano es sospechada. En adition…..