Determinar se o sensor do analisador de gás precisa ser calibrado, combinando o estado operacional do equipamento, as características anormais dos dados, os requisitos do ciclo de calibração e a mudança do ambiente externo, o núcleo é identificar o risco de desvio ou falha do sensor por meio de "validação de dados, detecção funcional, gerenciamento do ciclo" em três dimensões, para evitar a distorção dos resultados de detecção devido à inadmissibilidade do sensor (como falsos alertas / falhas de segurança, excedimento de dados ambientais). Aqui estão métodos específicos de julgamento que cobrem operações diárias e cenários anormais:
Julgamento com base em "características anormais de dados": Identificação direta da deriva do sensor
Se houver uma diminuição ou desvio do desempenho do sensor, ele será refletido diretamente nos dados de detecção, com foco nos seguintes 5 tipos de anomalias:
Dados “estáveis” ou “sem resposta”
Fenômeno:
Gas padrão que entra em concentrações conhecidas (por exemplo, calibrado com 100 ppmCO), com leituras do sensor inalteradas por muito tempo (por exemplo, sempre 0 ou valores fixos);
As concentrações de gases variam significativamente no ambiente (por exemplo, mudando de ar limpo para gases de alta concentração) e as leituras não flutuam (por exemplo, o sensor de COV ainda mostra "0" em ambientes com solventes voláteis).
Causa: falhas nos componentes do núcleo do sensor (por exemplo, secagem do eletrólito do sensor eletroquímico, envenenamento do catalisador do sensor de combustão catalítica) ou falhas na transmissão do sinal exigem a suspensão imediata e a calibração/substituição.
Dados “excessivos”: desvios dos valores teóricos ou da linha de base histórica
Fenômeno:
Excesso de distância de contraste com o gás padrão: após a entrada no gás padrão, o erro das leituras do sensor e dos valores padrão excede a faixa permitida especificada nas instruções do equipamento (por exemplo, o erro especificado ≤ ± 5% FS, o erro real até ± 10% FS);
Anormalidade em comparação com dados históricos: monitoramento a longo prazo do mesmo ambiente estável (por exemplo, concentração de oxigênio em um ponto fixo na oficina) e deriva unidirecional contínua dos dados recentes (por exemplo, concentração de oxigênio caiu de 20,9% VOL para 19,5% VOL mensalmente sem mudanças significativas no ambiente).
Exemplo: uma fábrica usa um sensor de CO para monitorar os gases de escape da oficina, após a entrada de gás padrão (50ppmCO), o sensor mostra 58 ppm, com um erro de 16%, muito acima da faixa permitida de ± 5%, indicando que o sensor está a deriva e precisa ser calibrado.
Dados "flutuantes sem regra": sem interferência externa, mas com frequência
Fenômeno: Em ambientes com concentração estável de gás (por exemplo, cápsula de calibração de laboratório), as leituras do sensor são irregulares (por exemplo, 20 ppm em um momento, 35 ppm em um momento, sem causa óbvia) e excluem fatores externos como "flutuação do fluxo de ar, interferência eletromagnética".
Causa: a estabilidade do sensor diminuiu (por exemplo, a temperatura do sensor de semicondutores está fora de controle, o contato do eletrodo do sensor eletroquímico é ruim), a estabilidade precisa ser verificada através da calibração, se a calibração ainda flutuar, o sensor precisa ser substituído.
Velocidade de resposta "significativamente mais lenta": incapacidade de capturar mudanças de concentração a tempo
Fenômeno:
Depois de entrar no gás padrão, o sensor atinge 90% do tempo de resposta total (T90) muito acima das instruções (como especificado T90≤30 segundos, na verdade leva 2 minutos);
Quando um vazamento de gás ocorre no local, o alarme do sensor é atrasado (por exemplo, depois de sentir um cheiro artificial, o sensor ainda não aciona o alarme).
Causa: a diminuição da sensibilidade do sensor (por exemplo, poluição da lente óptica do sensor de infravermelho, bloqueio da membrana de difusão do sensor eletroquímico), a calibração pós-limpeza é necessária, se a velocidade de resposta pós-calibração não melhorar, os componentes devem ser substituídos.
“Deslocamento” de ponto zero/escala completa: a inadmissibilidade da linha de base resulta em erros globais
Fenômeno:
Deslocamento de ponto zero: em ar limpo (por exemplo, ambiente com nitrogênio puro ou gás sem alvo), a leitura de ponto zero do sensor desvia-se do "ponto zero teórico" (por exemplo, o ponto zero do sensor de oxigênio deve estar perto de 0% VOL e realmente mostrar 1,5% VOL); O ponto zero do sensor de CO deve estar perto de 0ppm, mostrando realmente 5ppm);
Deslocamento em escala completa: a entrada em gás padrão em escala completa (por exemplo, a escala do sensor 0-1000ppm, a entrada em gás padrão 1000ppm), a leitura é de apenas 800ppm, desvio de 20%.
O ponto zero e a escala completa são as referências principais para a calibração de sensores, e qualquer desvio de referência pode levar a erros de detecção em todos os pontos de concentração, que precisam ser calibrados imediatamente.
Julgamento com base em "resultados de teste funcional": verificação do desempenho por meios auxiliares
Alguns analisadores de gás vêm com um "modo de detecção funcional" que permite determinar rapidamente se o sensor precisa ser calibrado através de um programa incorporado ou de ferramentas externas:
1. O dispositivo vem com validação funcional "calibração de ponto zero / calibração de intervalo"
A maioria dos analisadores suporta "calibração manual de ponto zero" (entrada no ar limpo, o dispositivo ajusta automaticamente as leituras atuais para zero) e "calibração de intervalo" (entrada no gás padrão, o dispositivo corrige automaticamente as leituras para o valor padrão):
Se, após a "calibração de ponto zero", a leitura de ponto zero ainda não retornar ao valor teórico (por exemplo, o sensor de oxigênio ainda mostra 1% de VOL após a calibração de ponto zero);
Se a "calibração de intervalo" for executada, o dispositivo informará de "falha na calibração" (por exemplo, após a entrada de gás padrão, as leituras não podem atingir mais de 90% do valor padrão e o dispositivo determinará que a calibração é inválida).
As circunstâncias acima indicam que o sensor está seriamente desviado, primeiro deve resolver falhas de hardware (por exemplo, se o sensor está instalado no lugar), depois tentar calibrar, se a calibração falhar várias vezes, o sensor deve ser substituído.
Comparação de dados de "sensor do mesmo tipo" ou "equipamento padrão"
Se houver mais de um analisador do mesmo modelo no local, o sensor a ser detectado pode ser colocado no mesmo ambiente estável com o sensor "calibrado conhecido" para comparar as leituras:
Se ambas as leituras tiverem desvios superiores a ±5% (ou o dispositivo permitir erros), o sensor a ser detectado pode precisar de calibração;
Se houver equipamento padrão de laboratório (por exemplo, cromatográfica de gás, analisador de gás infravermelho de alta precisão), os resultados do analisador de campo podem ser comparados com o equipamento padrão:
Exemplo: Detecção de um gás de escape com um analisador de COV de campo com leituras de 80 ppm; A mesma amostra foi detectada com um cromatográfico de gás de laboratório, com leituras de 65 ppm e desvios de 18,7%, indicando que o sensor de campo precisa ser calibrado.