Simrad Detetores de Gás por Infravermelho
Simrad é fabricante de detectores infravermelhos(Doravante denominados pela sigla em Inglês IR) avançados do gás para aplicações em áreas classificadas e críticas de segurança. A SIMRAD lançou o primeiro detector IR do ponto em 1985 e desde então entregou mais de 30.000 unidades no mundo inteiro. O equipamento é instalado nas aplicações offshore(plataformas) e em terra onde a segurança é principal foco. No Ambiente agressivo do Mar do Norte (setor britânico e norueguês) a Simrad orgulha-se ter sua marca em 90% de todos os detectores de IR instalados. AS melhores referencias podem ser dados por empresas conhecidas internacionalmente no mundo petroquímico como Exxon Mobil, ConncoPhillis, BP, Statoil e outras. O fundo deste sucesso é coberto mais tarde sobre neste segmento.
Existe hoje um grande número de fabricantes diferentes de detetores IR de gás no mercado. Muitos destes detectores em uma olhada rápida parecem ter benefícios mais ou mais menos similares a oferecer.

Tecnologia de Infravermelho

Princípio de trabalho Todas as moléculas de hidrocarbonetos absorvem a radiação/energia infravermelha em determinados Comprimentos de Ondas. Um destes Comprimentos de Ondas, que é comun a todo o hidrocarboneto, é 3.3 ?metro. Fora desta faixa estreita em torno do Comprimento de onda de 3.3 ?metro, o gás não absorverá a energia IR. Cada molécula particular do hidrocarboneto absorve a energia em uma maneira única . Este é o que nós nos chamamos de espectro de absorção ou a "impressão digital" do gás particular. O princípio básico de um sensor IR deve ser o de emitir-se uma determinada quantidade de Luz Infra e calcular-se então se alguma da energia emitida estiver sendo absorvida neste comprimento de onda específico. A quantidade (ou a concentração) do gás é equivalente com a quantidade de energia que foi absorvida. Água, poeira e o outros tipo de materiais diferentes também absorvem diferentes comprimentos de onda IR, incluindo a de 3.3 ?metro. Assim, a fim de distinguir-se entre a absorção de IR devido a presença de gás e o outro tipo de absorção, um outro comprimento de onda de referência é introduzido. Este comprimento de onda é escolhido normalmente é o de 3.0 ?metro. Em outras palavras, se um gás estiver presenet, os 3.3 ?metro estarão absorvidos e não os 3.0 ?metro.

Se por exemplo a água estiver presente esta afetará ambos os comprimento de onda que estiverem sendo absorvidos. Nesta maneira torna-se possível distinguir entre condições reais do alarme (gás) e o outro tipo de condições.

Lâmpadas de filamento - As lâmpadas de filamento têm uma vida limitada.A tecnologia é similar a um bulbo claro ordinário como você acha em sua casa. Em um detector do gás esta lâmpada é ligada e em uma taxa de 4 hertz. ESta baixa freqüência age como um liga-desliga, e isto reduz a vida do bulbo. Além disso, a exposição aos agentes do tempo e à vida real no site incluindo mudanças de temperatura e a vibração reduz a vida útil consideravelmente. Os nossos clientes informam que quando eles utilizavam tais tipo de detectores de gás, com tais lâmpadas de filamento, após de 8 meses ela começavam a abrir. Mas também forma relatados algumas que duravam de 2-4 anos. Quando a lâmpada de filamento tem que ser substituída, o detetor normalmente é enviado ao fabricante. No melhor caso a lâmpada pode ser coberta por uma garantia. Mas o serviço é normalmente cobrado do cliente.O custo da lâmpada de filamento é muito baixo, a mão-de-obra é cara. - A lâmpada de filamento não tem características estáveis ao longo do tempo, de modo que suas características mudam. Por esta razão que o detector tem que recalibrado/zerado periodicamente a fim de trabalhar’se como um dispositivo de segurança apropriado ("todos" com experiência em detectores do gás sabem que isto é um fato). Outra vez, estas ações requerem programação e gastos com manutenção. - Como lâmpada de filamento envelhecem e enfraquecem, seu "comportamento" torna-se mais imprevisível. As mudanças repentinas em suas características podem ocorrer e neste caso, o pior ocorre sempre, com geração falsa de alarme. Simrad SimSource??, fonte patenteada com chaveamento por estado sólido, IR: - A fonte IR utilizada em detectores de Simrad é o SimSource.A tecnologia do SimSource não é encontrada em nenhum outro detector do gás. É uma propriedade de Simrad ainda não copiada. O material usado provém do silício, assim a natureza da fonte é completamente diferente das lâmpadas de filamento. - A SimSource tem uma vida calculada de mais 65 anos, assim sob circunstâncias normais não há nenhuma necessidade fazer nenhuma reposição durante a vida do Detetor. O SimSource vem com uma garantia 15 anos, nenhuma outro fornecedor que utiliza lâmpadas de filamento consegue ofertar algo similar. Os detetores da Simrad conseqüentemente, em operação normal, nunca necessitarão ser retornados à fábrica para a reposição da fonte IR. Isto contribui à segurança e a economia na manutenção. - O SimSource é estável ao longot do tempo, sem envelhecimento , assim você não experimentará perdas de valores que ocasionariam a necessidade para recalibração/zeroing. A vibração ou choque não mudarão as características da fonte nem reduzirão sua vida útil. Não há necessidade de ações periódicas a fim de se fazer ajustes. - O SimSource pode ser chaveado em 50 hertz comparados aos 4 hertz para uma lâmpada de filamento (quando usado junto com um receptor de Piroelérico). Isto dá aos detectores da Simrad uma quantidade enorme de amostragens(leituras) .Os benefícios deste são que o detector de Simrad tem muito mais da informação disponível a fim dar a saída correta (por exemplo depois que 1 segundo os sensores de Simrad calculou 50 leituras (potenciais) do gás - os detectores da lâmpada de filamento tem somente 4 leituras) O SimSource é uma fonte IR cara comparada às lâmpadas de filamento.

Receptores IR

A fim medir a quantidade de energia IR emitida pela fonte IR (e absorvida possivelmente por algum gás), um receptor IR é utilizado.Tanto quanto como para à fonte IR, os receptores IR integram o núcleo do detector do gás. Assim a fim de combinar-se as propriedades da fonte IR, uma seleção cuidadosa de receptores IR tem que ocorrer. Não há nenhuma razão de se ter uma fonte excelente se você não puder confiar em um elemento receptor excelente no detector.
Existem básicamente no mercado dois elementos com a finalidade da detecção do gás.

- Pyroelectric
- Lead Selenide

A maioria de todos os detectores IR de gás no mercado estão usando receptores Piroelétricos. Embora seja uma alternativa cara, detectores IR do gás de Simrad usam apenas receptores de Selênio.
Da mesma maneira que as fonte de IR, há diferenças importantes entre as duas tecnologias. Sem ir muito a fundo em detalhes, os parágrafos abaixo descrevem as diferenças:

Piroelétrico (usado geralmente):

+ Custo baixo, o que contribui a uma solução barata total(está é a preferida do produto comum)
- Sensível acusticamente, a vibração e/ou choques pode gerar possíveis leituras falsas do gás
- Picos causado pelas mudanças de temperatura e/ou pelo stress térmico, gera possibilidade de leituras falsas do gás
- Resposta lenta, a fonte de IR deve ser chaveada em freqüências baixas, tipicamente 2 - 4 hertz que está na escala de freqüências comuns da vibração, tendo por resultado uma probabilidade elevada para leituras falsas do gás quando exposto às vibrações

Chumbo Selênio - Lead Selenide (PbSe – escolha do Simrad)

+ Não é sensível acusticamente. Nenhuma possibilidade de leitura falsa do gás causada pela vibração e/ou pelo choque
+ Nenhum ponto causado por mudanças de temperatura ou stress térmico, de modo que nenhuma leitura falsa do gás
+ Age Rápido. Resposta Rápida. Nenhuma limitação à freqüência de chaveamento da fonte IR
- Caro

Dual-Wavelength - Trajeto Duplo

A maneira mais simples de detecção de gases é o comprimento de onda único - único feixe.
Neste conceito você tem (somente) uma fonte IR e um receptor IR. Isto não é reconhecido como um bom princípio de detecção, quando podem aparecer alarmes reais contra alarmes falsos. O mais usado para corrigir a situação acima é o comprimento de onda duplo - o único feixe, você tem 1 fonte IR e 2 receptores IR
A instalação mais avançada e a mais cara é o conceito comprimento de onda com duplo feixe, e este é o utilizado pela Simrad e poucos outros fornecedores de detetores do gás (tendo 2 fontes IR e 2 receptores IR).

Filosofia da Segurança

Há umas diferenças substanciais na consideração à filosofia de segurança encontrada em detectores do gás. Isto é devido a diversas razões diferentes. Em muitos casos os valores dos componentes vitais fazem virtualmente impossível realçar o nível total de segurança do detector, quando se escolhem tecnologia e dispositivos obsoletos de detecção.
Como descrito acima, o uso de fontes IR/receptores da qualidade elevada e também o uso do conceito duplo do comprimento de onda/feixe duplo permite a introdução de um detector do gás que fornece um nível mais elevado de segurança. Utilizando estes conceitos, é possível oferecer-se um detector sem preocupar-se com alarmes falsos do gás e no outro lado nenhuma necessidade para toda a manutenção freqüente e cara. Existe uma linha clara de fabricantes de detectores que oferecem:

- Nenhuma necessidade de recalibração, rezeroing ou reposição de componentes vitais durante a vida dos sensores e
- Necessidade periódica para rezeroing, recalibração e troca de componentes vitais envelhecidos (como lâmpadas de filamento)

Básicamente, estes últimos requerem que o operador local tenha sempre que conectar um “Handheld” dispositivo portátil, no detector do gás a fim de compensar estas dificuldades. Esta atividade terá que ser feita periodicamente, e para isto oferecem o dispositivo portátil de calibração como se o mesmo fosse um recurso extremamente útil, ou seja criam a necessiade e depois a solução.
A SIMRAD eliminou esta necessidade.
O fator do erro humano é introduzido nestas ações tomadas no campo com o Hand Held. Estas ações requeridas transformam-se um interesse maior, desde que os ajustes importantes podem ser feitos pelo mal uso neste terminal. No caso, o mal uso pode comprometer o nível de segurança ajustando o detector em uma maneira tida como correta, porém os ajustes novos não permitirão nenhuma medida requerida quando a leitura do gás for necessária
Nesta consideração aos detectores que saem da fábrica calibrados uma vez e para toda vida, sem nenhuma necessidade para modificar parâmetros vitais durante sua vida, provém um nível mais elevado de segurança que é conseguido obviamente devido a esta tecnologia superior que supera as dificuldades da tecnologia IR tradicional. Concluindo, não há nenhuma necessidade para ter nenhuma mão presa a um terminal Handheld para finalidades de manutenção. Conseqüentemente, as mudanças não desejadas dos ajustes são feitas na fábrica uma vez e desabilitadas de serem ajustadas no campo.

Detetores de Campo Aberto

Os detectores de campo aberto de Simrad estão utilizando a tecnologia como descrita acima provendo benefícios indicados.
Em aplicações em terra, acontece freqüentemente que o cliente gostaria de ir além da escala de medição do detector de Simrad, 30/50 metes. Existem os detectores de campo aberto IR, que podem ir até 100 medidores e mais (e para essa causa que vai para sistemas baseados laser a escala pode ser estendida a mais de 1000 metes). Porém por experiência nós sabemos que mesmo que se especifique estes comprimentos em algumas aplicações, os engenheiros de segurança evitam longos trechos detecção, por razões explicadas abaixo.
Em situações que reais da vida nós fazemos mais ver que os detectores de campo aberto estão sendo usados nas aplicações que funcionam normalmente para 30-40 metros. Há diversas razões boas para esta aproximação conservadora encontrada freqüentemente.
Devem-se ser feitas algumas perguntas do tipo:
Que tipo de nível de segurança você começa a ter nos sistemas para 100 metros ou mais?
Se o feixe muito distante das fontes potenciais de vazamento, deve ser lembrado que a potencialidade de dar uma cobertura eficaz na detecção será reduzida (os escapamentos do gás podem começar a serem diluídos rapidamente no ar)?
O sistema de detecção de gás deve ser utilizado 24 horas com 100% de disponibilidade, para aumentar a faixa de alcance em metros, posso abrir mão do tempo de utilização para manutenção periódica em minutos?

Primeiramente, acima de tudo, a experiência do cada cliente é diferente, mais quando se procura um detetor de campo aberto deve-se estar atento à:

- Um detector de campo aberto é influenciado por pessoas e/ou coisas que movem-se e que podem obstruir os feixes, causando a condição de falha
- As circunstâncias ambientais (como a condensação, a névoa pesada, a luz do sol) vêm no jogo que força o trajeto aberto em uma condição de falha (segurança assim reduzida)
- O detector de campo aberto é sensível ao alinhamento. Mais o que é mesmo mais importante, permanecer em alinhamento. Toda a vibração ou desalinhamento ligeiro causado por um impacto de pessoas ou de um caminhão etc. podem colocar facilmente o detector de campo aberto em condição de falha. Este transforma-se num grande problema quando tenta-se aumentar a distância de cobertura para o detector de campo aberto. Somente um pequeno movimento em qualquer um uma das duas unidades(Fonte ou sensor) fará com que isto aconteça.
- Dado uma distância de por exemplo 100 metros ou mais para deteção em campo aberto, o que é que um alarme neste detector de campo está informando? Bem, - em algum lugar ao longo desta linha de 100 metros há um vazamento. Assim o operador não terá nenhum indício onde ao longo do trajeto está este vazamento. Assim tem-se que pedir a Engenharia básica que: É considerada boa prática de segurança que empregar tais distâncias longas, dão ao operador menos informação sobre a fonte real do problema e conseqüentemente menos potencialidades para fazer a ação correta para evitar o desastre.
- Maior a distância – maior o incômodo que o sistema pode tornar-se para fazer o alinhamento + manter alinhamento inicial.- Reduzindo a linha de vista entre Fonte e sensor o clientes começa:

o Uma compreensão melhor de onde um escapamento real do gás esteja ocorrendo assim dá ao operador o conhecimento melhor a fim de avaliar a ação apropriada.
o Um sistema mais robusto na consideração ao desalinhamento
o Menos necessidades de manutenção e de serviço
o Criar consciência entre os usuários freqüentadores daquela área onde se encontra o feixe de IR

Na consideração ao Simrad GD10L, modelo ofertado nesta proposta, Nossos Projetistas fizeram o seguinte a fim de superar alguns dos pontos fracos gerais dos detectores de campo abertos:

- O GD10L tolera até +-5 graus de desalinhamento, que fazem deste sistema muito mais robusto a todo o impacto da vibração ou a qualquer outro impacto físico no detector. Outros detectores de campo aberto, oferecem geralmente na escala das tolerâncias de desalinhamento de 0.2 a de 2%, que os tornam muito vulneráveis a mais leve mudança no posicionamento ou vibração, assim o GD10L diferencia-se em muito da concorrência. Desta forma, a quantidade de serviço para a correção é reduzida muito com o GD10L, tanto na instalação , tanto na manutenção.
- O sistema é muito fácil de alinhar (alinhamento de um homem só). Compreende um transmissor/receptor combinados + um refletor do retro de alta qualidade. O alinhamento deve ser feito somente um a um, a unidade combinada de receptor/transmissor.
- O sistema vem com um suporte muito rígido e forte, assegurando uma estabilidade muito boa para a unidade de transmitter/receiver. Esta vantagem é fácil denotar-se ao comparar nossa unidade com outras soluções de suporte da concorrência.