Dò khí VOC, dung môi bằng cảm biến PID – nhà máy giày, keo

Nhà máy giày dép, keo dán, in bao bì, sơn phủ dùng nhiều dung môi hữu cơ như MEK, ethyl acetate, toluene. Hơi dung môi (VOC) vừa độc cho công nhân khi hít lâu ngày ở nồng độ thấp, vừa có thể cháy nổ khi tích tụ nhiều. Hai nguy cơ này cần hai cách đo khác nhau.

Bài này giải thích cách dò khí VOC bằng cảm biến quang ion hóa (PID), cách chọn theo dung môi, và một ví dụ thật từ dự án Tăng Minh Phát (TMP) cung cấp hệ thống dò khí Gastron (Hàn Quốc) cho nhà máy Takewang năm 2025.

Hai nguy cơ, hai cách đo

Nguy cơ	Đơn vị	Cảm biến
Độc khi hít	ppm	PID
Cháy nổ	% LEL	Xúc tác, hồng ngoại

Ngưỡng độc của nhiều dung môi chỉ vài chục đến vài trăm ppm, thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng cháy nổ (thường từ 1 % thể tích trở lên, tức 10.000 ppm). Vì vậy cảm biến khí cháy đo theo % LEL không đủ nhạy để bảo vệ sức khỏe công nhân; cần cảm biến PID đo được ppm.

Cảm biến PID hoạt động thế nào?

Đèn tử ngoại trong cảm biến chiếu vào khí. Phân tử nào có năng lượng ion hóa thấp hơn năng lượng của đèn sẽ bị ion hóa, tạo dòng điện tỷ lệ với nồng độ. Đèn phổ biến nhất có năng lượng 10,6 eV, phát hiện được phần lớn dung môi hữu cơ. Các khí chính của không khí như nitơ, oxy có năng lượng ion hóa cao hơn nên không gây nhiễu.

Ví dụ thật: danh sách dung môi tại Takewang

Khi khảo sát, TMP lập bảng các chất cần giám sát cùng năng lượng ion hóa để chọn đèn PID:

Chất	Năng lượng ion hóa
Butanone (MEK)	9,54 eV
Ethyl acetate	10,01 eV
Methylcyclohexane	9,85 eV

Cả ba chất đều có năng lượng ion hóa thấp hơn 10,6 eV nên một đầu dò PID đèn 10,6 eV phát hiện được tất cả. Riêng nhựa EVA trong keo không bay hơi; thứ cần giám sát là dung môi hòa tan nó.

Hệ số đáp ứng và hỗn hợp dung môi

Đầu dò PID thường hiệu chuẩn bằng isobutylene; mỗi dung môi có hệ số đáp ứng riêng so với khí chuẩn.
Khi chỉ có một dung môi chính, cài hệ số của dung môi đó để đọc đúng ppm.
Với hỗn hợp, dùng hệ số tính theo tỷ lệ pha trộn hoặc đặt ngưỡng cảnh báo theo chất độc nhất.
Hiệu chuẩn định kỳ bằng khí chuẩn và vệ sinh đèn, vì đèn bám bẩn làm giảm độ nhạy.

Bố trí đầu dò trong nhà máy giày, keo

Hơi dung môi thường nặng hơn không khí: lắp đầu dò thấp, gần sàn, nơi hơi tích tụ.
Ưu tiên khu pha keo, quét keo, buồng sấy, kho dung môi và quanh máy in.
Liên động quạt hút: khi nồng độ tăng, tự động tăng thông gió trước khi đạt ngưỡng báo động.
Khu kho dung môi lượng lớn: thêm đầu dò khí cháy % LEL và chọn thiết bị chống cháy nổ.

Nguyên tắc chung về các loại cảm biến khí, vị trí lắp và hệ thống cảnh báo xem bài thiết bị đo nồng độ khí. Dò khí cho từng ngành khác xem thiết bị dò khí theo ngành. Danh mục sản phẩm: Gastron Việt Nam trên website Tăng Minh Phát.

Liên hệ kỹ sư TMP: