معامل معايرة جهاز الإنذار بالغازات القابلة للاشتعال الثابت
Thread Content
هناك أنواع كثيرة من الغازات القابلة للاشتعال التي يمكن اكتشافها باستخدام أجهزة الإنذار الثابتة في الموقع، وعادةً ما يتم استخدام غاز قياسي للمعايرة، مثل البروبان. فكيف يمكن تعديل القيم المعروضة إذا تم استخدام البروبان لمعايرة مادة غير بروبانية؟ من الأفضل تقديم أمثلة.
الرجوع إلى المعيار JJG 693-2011 “إجراءات فحص أجهزة كشف وإنذار الغازات القابلة للاشتعال”
هناك معادلة يجب تحويلها، والأمر معقد بشكل عام. ففي السوق هناك مئات أنواع من الغازات القابلة للاشتعال، ومن المستحيل استخدام غاز قياسي لقياس كل نوع من هذه الغازات، وهو أمر غير عملي بالنسبة للشركات المصنعة. عادةً ما يتم استخدام غاز الميثان كمعيار لقياس باقي الغازات القابلة للاشتعال والانفجار، لكن يلزم استخدام معامل تحويل لتحديد قيم التحذير. هناك طريقتان للتعبير عن تركيز الملوثات في الغلاف الجوي:
1. طريقة التركيز الكتلي: وهي كمية الملوثات الموجودة في كل متر مكعب من الهواء، أي بالملليغرام لكل متر مكعب.
2. طريقة التركيز الحجمي: وهي كمية الملوثات الموجودة في مليون وحدة حجم من الهواء، أي بالجزء في المليون.
معظم أجهزة قياس تركيز الغازات تقيس التركيز بالطريقة الحجمية (بالجزء في المليون). ووفقًا للوائح بلادنا، وخاصة من قبل الجهات المسؤولة عن حماية البيئة، يُطلب تحديد تركيز الغازات بوحدة التركيز الكتلي (مثل: ملغ/م³). كما أن المعايير الخاصة بنا تستخدم أيضًا وحدة التركيز الكتلي (مثل: ملغ/م³). ما هي العلاقة بين وحدتي تركيز هاتين الغازين، وهما ملليغرام/م³ وجزء في المليون؟ كيف يتم التحويل في هذه الحالة؟ يمكن استخدام وحدة التركيز الكتلي (ملغ/م³) كطريقة للتعبير عن تركيز الملوثات في الهواء، مما يسهل حساب الكمية الفعلية للملوثات. لكن التركيز النوعي يرتبط بدرجة حرارة الغاز المُراد فحصه وظروف الضغط، وتختلف قيمته مع تغير درجة الحرارة والضغط وغيرها من الظروف البيئية ； عند القياس الفعلي، من الضروري قياس درجة حرارة الغاز وضغط الهواء في نفس الوقت. أما عند استخدام وحدة ppm لوصف تركيز الملوثات، فلا يظهر هذا المشكلة لأنه يتم استخدام نسبة الحجم. تحويل وحدة التركيز ppm إلى mg/m3: يتم الحساب باستخدام المعادلة التالية: التركيز الكتلي بوحدة mg/m3 = كتلة جزيء الغاز / 22.4 * قيمة ppm** (ضغط Ba / 101325)، حيث M هي كتلة جزيء الغاز، وppm هي قيمة التركيز الحجمي المقاس، وT هي درجة الحرارة، وBa هو الضغط. وفي حالة ارتفاع الرطوبة، مثلًا عند نسبة رطوبة 100%، يلزم أخذ عامل آخر وهو كتلة جزيء الغاز. جهاز إنذار الغازات القابلة للاشتعال ومعدلات التركيز المتعلقة بالجزء في المليون وتحويل وحدات التركيز (أولاً)، تركيز المحلول: يمكن تقسيم تركيز المحلول إلى ثلاث فئات: التركيز الكتلي (مثل النسبة المئوية للكتلة)، والتركيز الحجمي (مثل التركيز المولي، والتركيز الإكويفالентي)، والتركيز الكثافي. 1. التركيز النسبي بالكتلة: يُعبر عن تركيز المحلول بنسبة كتلة المادة المذابة إلى إجمالي كتلة المحلول، ويُرمز له بالرمز % . على سبيل المثال، محلول الجلوكوز بنسبة 25% يعني أن كل 100 مل من المحلول يحتوي على 25 جرامًا من الجلوكوز. التركيز النسبي بالنسبة المئوية (%) = كتلة المادة المذابة / كتلة المحلول × 100%.
2. التركيز الحجمي:
(1) التركيز المولي: يُعبر عن تركيز المحلول من خلال عدد المولات من المادة المذابة في كل لتر من المحلول، ويُرمز له بالرمز “مول”. على سبيل المثال، إذا كان هناك 18.4 مول من حمض الكبريتيك في لتر واحد من الحمض الكبريتيك المركز، فإن التركيز يكون 18.4 مول. التركيز المولي (mol) = عدد المولات من المادة المذابة / حجم المحلول (باللترات).
٢) التركيز الإكويفالентي (N) – هذه الوحدة لم تعد تُستخدم في الوقت الحالي، وقد تم التخلي عنها، لكن كانت موجودة بكثرة في الكتب من فترة الخمسينيات. يُعبر عن تركيز المحلول بعدد الإكويفالانتات من المادة المذابة في كل لتر من المحلول، ويُسمى ذلك التركيز التركيز الإكويفالانتي، ويُرمز له بالرمز N. على سبيل المثال، إذا كان لتر واحد من حمض الهيدروكلوريك المركز يحتوي على 12.0 جرام مكافئ من حمض الهيدروكلوريك (HCl)، فإن التركيز يكون 12.0 N. التركيز المكافئ = عدد الجرامات المكافئة للمذيب / حجم المحلول (باللترات).
٣. التركيز الكتلي-الحجمي: هو التركيز الذي يُعبر عنه بكمية المذيب الموجودة في وحدة حجم معينة (مثل متر مكعب أو لتر)، ويُرمز له بالرمز g/m³ أو mg/L. على سبيل المثال، إذا كان هناك 2 ملغ من الكروم السداسي في لتر واحد من المياه الملوثة بالكروم، فإن تركيز الكروم السداسي يكون 2 ملغ/لتر. التركيز الكتلي-الحجمي = كتلة المادة المذابة (بالجرامات أو الملغ) ÷ حجم المحلول (بالأمتار المكعبة أو اللترات).
4. صيغ تحويل وحدات التركيز:
1) التركيز الإكويفالентي = 1000 × التركيز النسبي للكتلة ÷ E
2) التركيز النسبي للكتلة = التركيز الإكويفالентي ÷ 1000 × E
3) التركيز المولي = 1000 × التركيز النسبي للكتلة ÷ M
4) التركيز النسبي للكتلة = التركيز الكتلي-الحجمي (ملغ/لتر) ÷ 10^4
5) التركيز الكتلي-الحجمي (ملغ/لتر) = 10^4 × التركيز النسبي للكتلة
5. ppm هو نسبة الوزن كنسبة مئوية، حيث ppm = ملغ/كجم = ملغ/لتر. أي أن: 1 ppm = 1000 ميكروغرام/لتر، و1 ppb = 1 ميكروغرام/لتر = 0.001 ملغ.
حيث: E = الإكويفالент الكيميائي للمادة المذابة ； د – الكثافة النوعية للمحلول ； M—الكتلة المولية للمذاب ； (ثانياً)، تركيز الغازات: بالنسبة للملوثات الموجودة في الغلاف الجوي، يتم التعبير عن كميتها في الغلاف الجوي عادةً من خلال التركيز الحجمي والتركيز الكتلي-الحجمي. 1. التركيز الحجمي: يُعبر عن التركيز الحجمي بعدد سنتيمترات مكعبة من الملوثات في كل متر مكعب من الهواء، أو بوحدة مل/م³. والطريقة الشائعة للتعبير عنه هي استخدام وحدة ppm، حيث أن 1 ppm تعادل 1 سنتيمتر مكعب لكل متر مكعب، أي 10⁻⁶. بالإضافة إلى ppm، هناك أيضًا ppb وPPT. العلاقة بينها كالتالي: 1 ppm = 10^-6، أي واحد من مليون؛ 1 ppb = 10^-9، أي واحد من مليار؛ 1 PPT = 10^-12، أي واحد من تريليون. وبالتالي، 1 ppm = 10^3 ppb = 10^6 PPT.
2. التركيز الكتلي-الحجمي: يُقاس التركيز الكتلي-الحجمي بكمية الملوثات في كل متر مكعب من الهواء، ووحدته هي ملليغرام/متر مكعب أو جرام/متر مكعب. علاقة التحويل مع وحدة ppm هي: X = M.C / 22.4، وC = 22.4X / M. حيث: X هو قيمة التركيز للملوث بالملليغرام لكل متر مكعب ； جـ— تركيز الملوثات المعبر عنه بالجزء في المليون ； M—الكتلة الجزيئية للملوث. يمكن الحصول على العلاقة التالية من المعادلة أعلاه:
1 ppm = M / 22.4 (ملغ/م³) = 1000 × م/22.4 ميكروغرام/م³.
مثال 1: أوجد تركيز فلوريد الهيدروجين بالنسبة لـ 30 ملغ لكل متر مكعب في الظروف القياسية، بوحدة ppm. الحل: كتلة جزيء ثنائي فلوريد الهيدروجين هي 20، إذًا: C = 30.22 × 4 / 20 = 33.6 جزء في المليون.
مثال 2: إذا كان تركيز ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي 5 جزء في المليون، فما قيمة التركيز بوحدة ملليغرام لكل نانومتر مكعب؟ الحل: الوزن الجزيئي لثاني أكسيد الكبريت هو 64. X = 5.64 / 22.4 ملغ/م³ = 14.3 ملغ/م³
3. تحويل القيم من ppm وppb إلى كمية الكتلة في التربة والحيوانات والنباتات والنفايات الصلبة:
1 ppm = 1 ملغ/كجم = 1000 ميكروغرام/كجم
1 ppb = 1 ميكروغرام/كجم = 10⁻³ ملغ/كجم
1 ملغ/كجم = 1 ppm = 1000 ميكروغرام/كجم
1 ميكروغرام/كجم = 1 ppb = 10⁻³ ppm
1. طريقة التركيز الكتلي: وهي كمية الملوثات الموجودة في كل متر مكعب من الهواء، أي بالملليغرام لكل متر مكعب.
2. طريقة التركيز الحجمي: وهي كمية الملوثات الموجودة في مليون وحدة حجم من الهواء، أي بالجزء في المليون.
معظم أجهزة قياس تركيز الغازات تقيس التركيز بالطريقة الحجمية (بالجزء في المليون). ووفقًا للوائح بلادنا، وخاصة من قبل الجهات المسؤولة عن حماية البيئة، يُطلب تحديد تركيز الغازات بوحدة التركيز الكتلي (مثل: ملغ/م³). كما أن المعايير الخاصة بنا تستخدم أيضًا وحدة التركيز الكتلي (مثل: ملغ/م³). ما هي العلاقة بين وحدتي تركيز هاتين الغازين، وهما ملليغرام/م³ وجزء في المليون؟ كيف يتم التحويل في هذه الحالة؟ يمكن استخدام وحدة التركيز الكتلي (ملغ/م³) كطريقة للتعبير عن تركيز الملوثات في الهواء، مما يسهل حساب الكمية الفعلية للملوثات. لكن التركيز النوعي يرتبط بدرجة حرارة الغاز المُراد فحصه وظروف الضغط، وتختلف قيمته مع تغير درجة الحرارة والضغط وغيرها من الظروف البيئية ； عند القياس الفعلي، من الضروري قياس درجة حرارة الغاز وضغط الهواء في نفس الوقت. أما عند استخدام وحدة ppm لوصف تركيز الملوثات، فلا يظهر هذا المشكلة لأنه يتم استخدام نسبة الحجم. تحويل وحدة التركيز ppm إلى mg/m3: يتم الحساب باستخدام المعادلة التالية: التركيز الكتلي بوحدة mg/m3 = كتلة جزيء الغاز / 22.4 * قيمة ppm** (ضغط Ba / 101325)، حيث M هي كتلة جزيء الغاز، وppm هي قيمة التركيز الحجمي المقاس، وT هي درجة الحرارة، وBa هو الضغط. وفي حالة ارتفاع الرطوبة، مثلًا عند نسبة رطوبة 100%، يلزم أخذ عامل آخر وهو كتلة جزيء الغاز. جهاز إنذار الغازات القابلة للاشتعال ومعدلات التركيز المتعلقة بالجزء في المليون وتحويل وحدات التركيز (أولاً)، تركيز المحلول: يمكن تقسيم تركيز المحلول إلى ثلاث فئات: التركيز الكتلي (مثل النسبة المئوية للكتلة)، والتركيز الحجمي (مثل التركيز المولي، والتركيز الإكويفالентي)، والتركيز الكثافي. 1. التركيز النسبي بالكتلة: يُعبر عن تركيز المحلول بنسبة كتلة المادة المذابة إلى إجمالي كتلة المحلول، ويُرمز له بالرمز % . على سبيل المثال، محلول الجلوكوز بنسبة 25% يعني أن كل 100 مل من المحلول يحتوي على 25 جرامًا من الجلوكوز. التركيز النسبي بالنسبة المئوية (%) = كتلة المادة المذابة / كتلة المحلول × 100%.
2. التركيز الحجمي:
(1) التركيز المولي: يُعبر عن تركيز المحلول من خلال عدد المولات من المادة المذابة في كل لتر من المحلول، ويُرمز له بالرمز “مول”. على سبيل المثال، إذا كان هناك 18.4 مول من حمض الكبريتيك في لتر واحد من الحمض الكبريتيك المركز، فإن التركيز يكون 18.4 مول. التركيز المولي (mol) = عدد المولات من المادة المذابة / حجم المحلول (باللترات).
٢) التركيز الإكويفالентي (N) – هذه الوحدة لم تعد تُستخدم في الوقت الحالي، وقد تم التخلي عنها، لكن كانت موجودة بكثرة في الكتب من فترة الخمسينيات. يُعبر عن تركيز المحلول بعدد الإكويفالانتات من المادة المذابة في كل لتر من المحلول، ويُسمى ذلك التركيز التركيز الإكويفالانتي، ويُرمز له بالرمز N. على سبيل المثال، إذا كان لتر واحد من حمض الهيدروكلوريك المركز يحتوي على 12.0 جرام مكافئ من حمض الهيدروكلوريك (HCl)، فإن التركيز يكون 12.0 N. التركيز المكافئ = عدد الجرامات المكافئة للمذيب / حجم المحلول (باللترات).
٣. التركيز الكتلي-الحجمي: هو التركيز الذي يُعبر عنه بكمية المذيب الموجودة في وحدة حجم معينة (مثل متر مكعب أو لتر)، ويُرمز له بالرمز g/m³ أو mg/L. على سبيل المثال، إذا كان هناك 2 ملغ من الكروم السداسي في لتر واحد من المياه الملوثة بالكروم، فإن تركيز الكروم السداسي يكون 2 ملغ/لتر. التركيز الكتلي-الحجمي = كتلة المادة المذابة (بالجرامات أو الملغ) ÷ حجم المحلول (بالأمتار المكعبة أو اللترات).
4. صيغ تحويل وحدات التركيز:
1) التركيز الإكويفالентي = 1000 × التركيز النسبي للكتلة ÷ E
2) التركيز النسبي للكتلة = التركيز الإكويفالентي ÷ 1000 × E
3) التركيز المولي = 1000 × التركيز النسبي للكتلة ÷ M
4) التركيز النسبي للكتلة = التركيز الكتلي-الحجمي (ملغ/لتر) ÷ 10^4
5) التركيز الكتلي-الحجمي (ملغ/لتر) = 10^4 × التركيز النسبي للكتلة
5. ppm هو نسبة الوزن كنسبة مئوية، حيث ppm = ملغ/كجم = ملغ/لتر. أي أن: 1 ppm = 1000 ميكروغرام/لتر، و1 ppb = 1 ميكروغرام/لتر = 0.001 ملغ.
حيث: E = الإكويفالент الكيميائي للمادة المذابة ； د – الكثافة النوعية للمحلول ； M—الكتلة المولية للمذاب ； (ثانياً)، تركيز الغازات: بالنسبة للملوثات الموجودة في الغلاف الجوي، يتم التعبير عن كميتها في الغلاف الجوي عادةً من خلال التركيز الحجمي والتركيز الكتلي-الحجمي. 1. التركيز الحجمي: يُعبر عن التركيز الحجمي بعدد سنتيمترات مكعبة من الملوثات في كل متر مكعب من الهواء، أو بوحدة مل/م³. والطريقة الشائعة للتعبير عنه هي استخدام وحدة ppm، حيث أن 1 ppm تعادل 1 سنتيمتر مكعب لكل متر مكعب، أي 10⁻⁶. بالإضافة إلى ppm، هناك أيضًا ppb وPPT. العلاقة بينها كالتالي: 1 ppm = 10^-6، أي واحد من مليون؛ 1 ppb = 10^-9، أي واحد من مليار؛ 1 PPT = 10^-12، أي واحد من تريليون. وبالتالي، 1 ppm = 10^3 ppb = 10^6 PPT.
2. التركيز الكتلي-الحجمي: يُقاس التركيز الكتلي-الحجمي بكمية الملوثات في كل متر مكعب من الهواء، ووحدته هي ملليغرام/متر مكعب أو جرام/متر مكعب. علاقة التحويل مع وحدة ppm هي: X = M.C / 22.4، وC = 22.4X / M. حيث: X هو قيمة التركيز للملوث بالملليغرام لكل متر مكعب ； جـ— تركيز الملوثات المعبر عنه بالجزء في المليون ； M—الكتلة الجزيئية للملوث. يمكن الحصول على العلاقة التالية من المعادلة أعلاه:
1 ppm = M / 22.4 (ملغ/م³) = 1000 × م/22.4 ميكروغرام/م³.
مثال 1: أوجد تركيز فلوريد الهيدروجين بالنسبة لـ 30 ملغ لكل متر مكعب في الظروف القياسية، بوحدة ppm. الحل: كتلة جزيء ثنائي فلوريد الهيدروجين هي 20، إذًا: C = 30.22 × 4 / 20 = 33.6 جزء في المليون.
مثال 2: إذا كان تركيز ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي 5 جزء في المليون، فما قيمة التركيز بوحدة ملليغرام لكل نانومتر مكعب؟ الحل: الوزن الجزيئي لثاني أكسيد الكبريت هو 64. X = 5.64 / 22.4 ملغ/م³ = 14.3 ملغ/م³
3. تحويل القيم من ppm وppb إلى كمية الكتلة في التربة والحيوانات والنباتات والنفايات الصلبة:
1 ppm = 1 ملغ/كجم = 1000 ميكروغرام/كجم
1 ppb = 1 ميكروغرام/كجم = 10⁻³ ملغ/كجم
1 ملغ/كجم = 1 ppm = 1000 ميكروغرام/كجم
1 ميكروغرام/كجم = 1 ppb = 10⁻³ ppm
إنها مساعدة بسيطة، فنحن جميعًا زملاء في المجال، ومن الواجب مساعدة بعضنا البعض
عادةً ما يتم استخدام الميثان والبروبان، وهناك بعض الأجهزة التي يتم معايرتها باستخدام البروبان، لكن عندما تقوم مختبرات المعايرة بفحصها، يجب استخدام الميثان لإعادة المعايرة مرة أخرى، هاها.
الحد الأدنى لانفجار البروبان هو 2.2% بالحجم/الحجم، وطالما أن الحد الأدنى لانفجار الغاز الذي تقوم بقياسه أعلى من 2.2% بالحجم/الحجم، فيمكنك ضبط الجهاز مباشرة دون الحاجة إلى أي تعديلات؛ فهذا يعني ببساطة أنك تقوم بقياس غاز له حد انفجار أعلى، وبالتالي يصبح نقطة الإنذار أقل. وبما أنه ليس جهاز تحليل للغازات، فلا يمكنه قياس كمية الغاز بدقة. أما إذا كان الحد الأدنى لانفجار الغاز أقل من 2.2% بالحجم/الحجم، فيجب إجراء تعديلات، مثل في حالة غازات البنزين، حيث يمكن تعديل المعاملات وفقًا لنسبة الحد الأدنى للانفجار. باختصار، فإن نقطة الإنذار الأولية للغازات القابلة للاشتعال عادةً ما تكون 25% LEL، ويتم استخدام البروبان كمعيار للضبط، حتى لو كان الحد الأدنى لانفجار الغاز أقل من نصف قيمة البروبان، فإن نقطة الإنذار الفعلية ستكون 50% LEL، وهو ما لا يزال أقل من الحد الأدنى للانفجار، وبالتالي يمكنه أداء وظيفة الإنذار المسبق. لذلك، تختار العديد من مختبرات التفتيش استخدام البروبان كمعيار للضبط من أجل تسهيل عملية المعايرة
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة zxb1990 في تاريخ 2016-7-2 الساعة 22:57. يمكنني أن أخبرك بوضوح أنه لا يوجد أي شركة تستخدم صيغ رياضية لحساب القيم، فالبيانات تُحصل عليها من خلال التجارب. دعني أعطيك مثالًا: إذا استخدمنا بروبان بنسبة 0.6% (29% LEL) كغاز مرجعي، فإن الجهاز الذي يتم استخدامه في هذه الحالة سيكون الأكثر دقة في قياس نسبة البروبان. أما إذا استخدمنا الميثان بنسبة 2.5% (50% LEL) مع هذا الجهاز، فسيظهر رقم معين (مثلاً 90)، وهذا يعني أن القيمة ارتفعت بمقدار 1.8 مرة. هذا هو معامل التحويل بين الميثان والبروبان. بالطبع، هذه البيانات لا تُحصل عليها من قياس جهاز واحد فقط، بل يتطلب الأمر إجراء تجارب متعددة للحصول على متوسط. من المثال أعلاه، يمكنك معرفة أن الأجهزة المُعتمدة على البروبان، إذا كان الغاز المراد قياسه في الموقع هو الميثان، فإن القيمة المعروضة تكون مضاعفة بمقدار 1.8 مرة. لذا، إذا أظهر الجهاز قيمة 18، فإن القيمة الحقيقية للميثان يجب أن تكون 10 (وبالطبع، الوحدة هي LEL%). إذا كان لديك أي استفسارات، يمكنك التواصل معي عبر الرسائل الخاصة
ما هو موقع جهاز إنذار HCl في خزان حمض الهيدروكلوريك، هل على الأرض أم في الجزء العلوي من الخزان؟ ؟ ؟
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة Azure123 في تاريخ 7-12-2016 الساعة 16:16. إذا كان هناك عدة غازات يتم فحصها في البيئة، أي أن الغازات المحتملة للاشتعال قد تكون مزيجًا (مثل 30% هيدروجين و40% ميثان)، فما هو الغاز الذي يجب اختياره للفحص؟ هل الهيدروجين أم الميثان؟