Er zijn talloze sensoren die ­gaslekken kunnen detecteren. Ze hebben ­allemaal voor- en nadelen, maar geen ervan is 100% effectief. Dat geldt dus ook voor de ultrasone gaslek­detectie. Maar als extra beveiliging is een dergelijke sensor volgens Richard Barry van Det-Tronics ideaal.

Tekst: Leendert van der Ent | Beeld: Hitma

Als het om gaslek- en vlamdetectie gaat, zijn er talloze sensoren die daarbij kunnen helpen. Gas- en vlamdetectiespecialist Peter Adema van Hitma in Uithoorn loopt de soorten door, van catalytic bead sensoren, metaaloxide halfgeleider sensoren en foto-ionisatie sensoren tot single- en multi­frequentie-infraroodsensoren. “Maar in grote lijnen komt het er op neer dat sensoren een lek ruiken of horen of een vlam zien.”

Extra beveiligingslaag

Dat ‘horen’ is het domein waarop onder andere Carrier-dochter Det-Tronics werkzaam is. Dit bedrijf voert de FlexSonic akoestische (ultrasone) gaslekdetector. Richard Barry, sales manager van het bedrijf: “De sensor ‘luistert’ of er een gaslek is.” Barry legt uit waarom een bedrijf voor dit type sensor zou kiezen; een ultrasone sensor is vooral als extra detectiemethode erg nuttig. “De Engelse gezondheids- en veiligheidsinspectie heeft onderzocht dat andere detectiemethoden niet erg effectief zijn in het melden van gaspluimen in goed geventileerde gebieden, zoals de buitenruimte. Die detectie is maar 65% effectief – wat betekent dat ruim één op de drie gaslekken bij die omstandigheden onopgemerkt blijft.” Dan is een extra beveiligingslaag, die werkt waar andere detectiemethoden niet werken, natuurlijk handig. Barry: “Ultrasone gaslekdetectie biedt daarvoor een oplossing. De detectie is snel en heeft als bijkomend voordeel dat er geen direct contact tussen gas en detector nodig is. Dat maakt het niet alleen mogelijk om met één sensor een vrij groot gebied af te dekken, maar maakt bijvoorbeeld ook de windrichting irrelevant voor het al of niet opmerken van een lek.”

24 frequentie­banden

Hoe werkt een ultrasoon gaslekdetectiesysteem? De FlexSonic bestaat uit een sensor/microfoon die akoestische signalen registreert (AC100) en is gekoppeld aan een transmitter (ATX10). Die transmitter analyseert of een signaal – ultrasone frequenties die worden veroorzaakt door het drukverlies als gevolg van een lek – tot een alarm moet leiden. Het systeem analyseert 24 discrete frequentiebanden in het ultrasone bereik tussen 20 en 80 KHz.

Gevoeligheid

Det-Tronics mikt op een behoorlijke gevoeligheid. Barry legt uit waarom: “In de literatuur geldt een lek van 0,1 kg per seconde als ‘klein’, 0,1 tot 1 kg/s als ‘aanzienlijk’ en groter dan 3 kg/s als ‘groot’. Maar bij propaan leidt een ‘klein’ lek van 0,1 kg/s al tot een steekvlam van 7 of 8 meter. Daarom maken wij met de ultrasone sensor detectie van lekken van 0,004 kg/s mogelijk, die nog altijd tot een propaanvlam van een meter kunnen leiden.” Door zoveel verschillende frequentiebanden te analyseren, kan de sensor gewone achtergrondgeluiden leren negeren. “Eventuele standaard aanwezige of regelmatig terugkerende achtergrondgeluiden zoals windgeruis of rammelende kettingen, kan dit systeem leren negeren, zodat ze niet tot een alarm leiden. Alarmen komen dus tot stand op basis van de intensiteit van een signaal, gekoppeld aan een bepaald frequentiebereik.” Het is als het instellen van de schuifjes van een equalizer op de achtergrondgeluiden die tot twaalf (basic mode) of tot maximaal twintig meter (profile mode) rondom de sensor voorkomen. Als de schuifjes goed zijn ingesteld, volgt er pas bij afwijkingen van het geijkte geluidspatroon een alarm. “Dit onderscheidt het van andere producten, die veelal alleen op basis van de intensiteit van een ‘gemiddelde’ frequentie meten”, licht Barry toe.

Alarmen komen tot stand op basis van de ­intensiteit van een signaal, gekoppeld aan een bepaald ­frequentiebereik, en niet op basis van de intensiteit van een ‘gemiddelde’ frequentie
Richard Barry, Det-Tronics

Goed inregelen

Barry geeft ook aan wat de beperkingen van zo’n sensor zijn. “Wat een sensor wel en niet kan, is allebei even belangrijk om te weten voor een bedrijf dat hem wil toepassen. Een ultrasone gaslekdetector analyseert bijvoorbeeld niet wat voor soort gas het is en of het brandbaar of toxisch is. Daarvoor zijn andere sensoren. Ook moet de druk in een pijp hoger zijn dan 1 Bar om een lek te kunnen detecteren; daaronder werkt hij niet.” Essentieel voor de gebruiker is, dat de ultrasone sensor behalve relevante signalen van een lek ook alle achtergrondgeluiden oppikt. Dat betekent dat hij dus zorgvuldig ingeregeld moet worden in de aparte ‘learning mode’ van de bedieningssoftware, om valse alarmen te vermijden. De gebruiker bepaalt op hoeveel banden er een afwijkend signaal geregistreerd moet worden en na hoeveel seconden dit tot een alarm leidt.

Praktijktesten

Det-Tronics deed zelf de eerste ervaringen op tijdens een praktijktest in een compressorstation: op een leiding met een druk van 6 Bar, voor een bereik van 2 meter recht omhoog. “Daarbij gebruikten we een spuitbus om alarmen te creëren. Daaruit bleek dat er op verschillende frequentiebanden pieken ontstonden die boven de pieken van de normale achtergrondgeluiden uitkwamen; precies zoals het moet.” Momenteel vinden er nog aanvullende praktijktesten plaats in een turbine­fabriek van Siemens Energy in Lincoln. Het systeem is inmiddels op de markt verkrijgbaar.

gaslekdetectieUltrasoon