จากบทความที่แล้วเรื่องของ sensor วัดแก๊สติดไฟ ครั้งนี้เราจะมาเจาะลึกถึงชนิดของ Sensor วัดแก๊สพิษ แบบ Electrochemical เพื่อให้ทราบหลักการ รู้ข้อจำกัด และสามารถใช้งานได้เป็นไปอย่างถูกต้อง และปลอดภัย
หลักการของ sensor ชนิดนี้จะต้องมีการบรรจุสารละลายเข้าไปในตัว sensor มีส่วนที่เป็นขั่วไฟฟ้า และมีวงจรวัดค่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากปฏิกริยาเคมี เมื่อทราบส่วนประกอบแล้วเรามาดูหลักการทำงานของ sensor แบบ Electrochemicalกัน
เพื่อให้เห็นภาพง่ายขึ้นจะยกตัวอย่างการทำงานของ sensor ชนิดตรวจวัดแก๊ส CO (คาร์บอนมอนอกไซด์) เมื่อแก๊สเป้าหมายในที่นี้คือ CO แพร่เข้าสู่ sensorแล้ว ในตัว sensor มีสารละลายที่มีส่วนประกอบของน้ำ H2O อยู่ส่วนหนึ่ง และสารละลายอื่นที่ทำให้เกิดสภาวะแวดล้อมเหมาะที่แก่การแตกตัวของโมลเลกุลของแก๊สที่จะเข้ามาสัมผัสสารละลายตามช่องทางที่ได้ออกแบบไว้ เมื่อแก๊ส CO เข้ามาแล้วสัมพัสกับสารละลายทำให้โมเลกุลของ CO ทำปฏิกริยาเข้ากับ H2O (น้ำ) แล้วไปดึง O (ออกซิเจน)ออกมาจนได้สมการเคมีใหม่คือ CO2 (คาร์บอนไดออกไซด์) แล้วผลัก H2 (ไฮรโดเจน) ให้ล่องลอยออกไป แล้วบังคับให้ไปจับกับ O2 (ออกซิเจน)ให้กลับมาเป็นน้ำในสารละลายอีกรอบ
จากสมการเคมีนำมาสู่การตรวจวัดค่าได้อย่างไร ให้เราลองนึกถึงแบตเตอรี่ดูนะครับหลักการจะคล้ายๆกัน คือ เมื่อเกิดการสูญเสียพันธะในการยึดเหนี่ยวแล้วทำให้อีเล็กตรอนแตกตัวออกมาและวิ่งเข้าหาขั่ว Electrode โปรตรอนวิ่งเข้าหาอีกขั่วหนึ่งที่เป็น Counter Electrode การวิ่งของอีเล็กตรอนตรงนี่และครับก็จะทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าขึ้นมาเพื่อเอาไปแปลงค่าโดยวงจรอีเล็คโทรนิกส์เพื่อกำหนดค่าในการแจ้งเตือนอันตรายจากแก๊สพิษเป้าหมาย
เมื่อเข้าใจหลักการของ sensor แล้วทำให้เรารู้ว่า sensor ชนิดนี้มีอายุที่ไม่ยืนยาวนัก ถึงแม้เราจะปิดตัวเครื่อง sensor ยังทำงานอยู่ตลอดเวลา การมีเครื่องวัดแก๊สแล้วเก็บไว้ไม่ได้ใช้ เพราะกลัวจะเก่าคงไม่มีประโยชน์แน่ สิ่งนี้จะสะท้อนสมรรถนะของเครื่องวัดแก๊สในเรื่องของราคา และการรับประกัน ให้เราเลือกกันตามกำลังและความเหมาะสม
ข้อดีของ Electrochemical sensor คือ ราคาไม่สูงบางรุ่นสามารถวัดได้ 2 แก๊สใน 1 Sensor
ข้อจำกัด ด้วยหลักการของ Electrochemical สำหรับแก๊สระเหยเร็วพวก VOCs แล้วเป็นเรื่องยากมากที่จะตรวจวัดได้ทันดังนั้น Sensor แบบนี้จึงไม่สามารถตรวจวัดได้จึงจำเป้นต้องใช้ Sensor อีกรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่า PID sensor เอาไว้เราจะมาเรียนรู้หลักการของ PID sensor ในครั้งถัดไป
References
https://us.msasafety.com/Portable-Gas-Detection/c/114?isLanding=true
บทความเกี่ยวเนื่อง
หน่วยของการวัดแก๊สติดไฟ % LEL หรือ %Vol (Volume)
https://thai-safetywiki.com/detector-imager/122-lel-vol-volume
Sensor วัดแก๊สติดไฟ รู้ไว้ปลอดภัยใช้ถูก
https://thai-safetywiki.com/detector-imager
facebook : Thai-Safetywiki
ติดต่อเรา : Thai-Safetywiki
