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Un rilevatore di gas combustibili è un dispositivo di sicurezza progettato per misurare la concentrazione di gas esplosivi o infiammabili nell’aria. Funziona rilevando la presenza di questi gas in relazione al loro Limite Inferiore di Esplosività (Lower Explosive Limit, LEL). Questo strumento è fondamentale per identificare perdite potenzialmente pericolose di vari gas combustibili, inclusi gas naturale, butano, propano e altri idrocarburi. È inoltre efficace nel rilevare vapori provenienti da solventi e alcoli infiammabili. Avvisando gli utenti della presenza di questi gas prima che raggiungano livelli pericolosi, i rilevatori di gas combustibili svolgono un ruolo vitale nella prevenzione degli incidenti e nel garantire la sicurezza sia in ambienti industriali che residenziali.

Vantaggi

Svantaggi

Sicurezza: Protegge gli utenti dalle concentrazioni pericolose di gas esplosivi e infiammabili.

Conformità: È indispensabile per diversi professionisti.

Monitoraggio in tempo reale: Vengono utilizzati sensori a perla catalitica per fornire risposte immediate e rapide.

Costo: Può risultare elevato, ma sono disponibili anche alcune opzioni a basso costo.

ppm o %LEL: Assicurarsi di acquistare l’unità corretta. Alcuni utenti necessitano del ppm, altri della scala di misurazione %LEL.

Formazione richiesta: I rilevatori di gas richiedono calibrazione, bump test e manutenzione regolare per garantire la massima sicurezza.

Top 4 dei migliori rilevatori di gas combustibili?

I 4 migliori rilevatori di gas combustibili %LEL utilizzati nell’industria includono i seguenti:

Che cos’è un rilevatore di gas combustibili?

Un rilevatore di gas combustibili è un dispositivo di sicurezza progettato per identificare la presenza di gas infiammabili in un ambiente. Funziona misurando le concentrazioni di gas in relazione al loro Limite Inferiore di Esplosività (Lower Explosive Limit, LEL), che rappresenta la concentrazione minima necessaria per l’innesco. Questi rilevatori sono fondamentali in diversi contesti, tra cui impianti industriali, abitazioni e spazi confinati.

Esempi di gas combustibili?

I gas combustibili più comuni includono metano (gas naturale), propano, butano, idrogeno, acetilene, etano, etilene, monossido di carbonio, vapori di benzina e vapori di gasolio. Altri gas infiammabili comuni sono etanolo, metanolo, ammoniaca, benzene, toluene, esano, pentano, vapori di alcol isopropilico, acetato di etile e xilene.

Quali sono i diversi tipi di rilevatori di gas combustibili?

Esistono principalmente quattro diversi tipi di rilevatori di gas combustibili disponibili. Questi sono progettati per diverse applicazioni di rilevamento di gas combustibili e infiammabili.

Rilevatori di gas combustibili per la sicurezza personale (misurazione in %LEL)

Queste unità sono utilizzate per la protezione personale continua e vengono fissate alla cintura o al corpo dei lavoratori industriali per la sicurezza sul lavoro e l’accesso a spazi confinati. Nella maggior parte dei casi utilizzano la scala di misurazione %LEL.

Rilevatori di perdite di gas combustibili – Esplosimetri (misurazione in %LEL)

Queste unità vengono utilizzate in ambienti interni, serbatoi, silos e altri spazi confinati per situazioni esplosive, combustibili o infiammabili. Vengono utilizzate principalmente con un rilevatore e una sonda (con pompa). A volte vengono chiamate esplosimetri.

Rilevatori di perdite di gas combustibili con collo a cigno (misurazione in ppm)

Queste unità sono molto diffuse tra gli utenti per individuare perdite di gas naturale in ambito domestico, perdite di propano e altre perdite di gas combustibili. Le unità sono progettate per rilevare piccole perdite, pertanto viene utilizzato un sensore di gas a ossido metallico semiconduttore più sensibile per visualizzare la concentrazione rilevata in parti per milione (ppm). Queste unità sono chiamate rilevatori di perdite di gas.

Monitor a 4 gas (EX LEL con altri gas)

I monitor a 4 gas sono dispositivi di sicurezza personale molto diffusi in molti settori per la sicurezza sul lavoro. I monitor a 4 gas sono spesso utilizzati per l’accesso a spazi confinati e includono quattro sensori: CO, O2, H2S ed EX. Il sensore EX è generalmente un sensore a perla catalitica che rileva e misura nell’intervallo %LEL ed è più comunemente calibrato sul metano.

Sensori di gas combustibili?

Esistono due principali sensori di gas combustibili che dominano il mercato e che si trovano nella maggior parte dei rilevatori di gas combustibili.

1. Sensori a perla catalitica (i più comuni per l’intervallo %LEL)

Un sensore a perla catalitica è un dispositivo utilizzato per rilevare gas combustibili ed è probabilmente il tipo di sensore per gas combustibili più comune quando si effettuano misurazioni nell’intervallo %LEL. È composto da due perle: una perla attiva rivestita con un catalizzatore e una perla di riferimento inattiva. Quando è esposta a gas infiammabili, la perla attiva li ossida, causando un aumento della temperatura. Questa variazione di temperatura modifica la resistenza elettrica della perla, che viene misurata e confrontata con quella della perla di riferimento. La differenza di resistenza è proporzionale alla concentrazione di gas, consentendo un rilevamento accurato dei gas combustibili.

2. Sensore a ossido metallico semiconduttore (il più comune per ppm)

Un sensore di gas a ossido metallico semiconduttore SnO2 è un dispositivo che rileva la presenza di gas nell’aria. Utilizza uno strato di ossido di stagno (SnO2), un materiale semiconduttore. Quando i gas entrano in contatto con lo SnO2, la sua conducibilità elettrica cambia. Misurando questa variazione, il sensore può determinare il tipo e la concentrazione dei gas presenti. Questo tipo di rilevatore è spesso utilizzato per la rilevazione di perdite di gas quando si desidera misurare nell’intervallo delle parti per milione (ppm). Questi sensori sono molto più sensibili rispetto ai sensori di gas a perla catalitica.

Come utilizzare un rilevatore di gas combustibili?

Esistono due modi per utilizzare un rilevatore di gas combustibili.

1. Protezione dall’esposizione personale (passivo, allarme quando l’ambiente è pericoloso)

Assicurarsi che il dispositivo sia correttamente calibrato e funzioni correttamente. Accendere il rilevatore in un ambiente con aria pulita e lasciarlo riscaldare e azzerarsi automaticamente. Agganciarlo al corpo tramite clip da cintura o tasca sul petto. L’unità emetterà un allarme quando l’ambiente diventa pericoloso.

1. Rilevazione di perdite di gas (attivo, campionamento puntuale e aree ambientali)

Assicurarsi che il dispositivo sia correttamente calibrato e funzioni correttamente. Accendere il rilevatore in un ambiente con aria pulita e lasciarlo riscaldare e azzerarsi automaticamente. Durante il test di un’area, spostare il rilevatore lentamente e in modo costante, poiché i gas possono essere presenti in sacche o strati. Per la ricerca di perdite nelle tubazioni, spostare il sensore a una velocità di 1 pollice al secondo. Prestare attenzione al display e a eventuali allarmi acustici o visivi. Si noti che è consigliabile iniziare il test a livello del pavimento e procedere verso l’alto, poiché molti gas combustibili sono più pesanti dell’aria. Durante l’individuazione di potenziali fonti di perdita, spostare il rilevatore dalle aree a bassa concentrazione verso quelle a concentrazione più elevata per individuare con precisione la perdita.

Che cos’è un rilevatore di perdite di gas combustibili?

Un rilevatore di perdite di gas combustibili è sostanzialmente lo stesso di un rilevatore di gas combustibili, ma in questo caso si riferisce alla versione con collo a cigno specificamente progettata per applicazioni di rilevazione delle perdite di gas.

I rilevatori di perdite di gas sono gli stessi dei rilevatori di gas combustibili?

I rilevatori di perdite di gas sono dispositivi versatili in grado di identificare sia gas combustibili sia gas non combustibili. Possono rilevare un’ampia gamma di sostanze, tra cui benzene, ossido di etilene, benzina, solventi industriali, carburante per aerei, vernici, acetone, alcol, solfuro di idrogeno, propano e vari refrigeranti. Questi rilevatori svolgono due funzioni principali: individuare la fonte di perdite esistenti e verificare l’assenza di perdite in una determinata area. Questa doppia capacità li rende strumenti essenziali per la sicurezza e la manutenzione in diversi ambienti industriali, commerciali e residenziali.

Qual è il limite di un rilevatore di gas combustibili di tipo a combustione catalitica?

La limitazione più importante dei sensori catalitici è che richiedono ossigeno per funzionare correttamente, rendendoli inaffidabili in ambienti poveri di ossigeno (meno del 10 % vol.). Alte concentrazioni di gas possono danneggiare il sensore, causando letture imprecise o il burnout del sensore. I sensori catalitici possono inoltre subire una deriva nel tempo, rendendo necessarie calibrazioni regolari. Possono essere sensibili in modo incrociato ad altri gas combustibili, fornendo potenzialmente letture errate se sono presenti più tipi di gas. Questi rilevatori hanno in genere una durata limitata di 2–5 anni a causa della degradazione del sensore.

Cosa sono i gas combustibili?

I gas combustibili sono sostanze gassose infiammabili che possono accendersi e bruciare quando miscelate con l’aria (ossigeno) in presenza di una fonte di accensione. Questi gas sono caratterizzati dalla capacità di raggiungere relativamente facilmente il loro punto di infiammabilità e la temperatura di accensione in condizioni atmosferiche normali. Esempi comuni includono metano (gas naturale), propano, butano, idrogeno, acetilene e vari vapori di idrocarburi. In ambito industriale, i gas combustibili possono includere anche sottoprodotti dei processi di produzione o della decomposizione dei materiali. Il pericolo dei gas combustibili risiede nel loro potenziale di formare miscele esplosive con l’aria entro specifici intervalli di concentrazione, noti come intervallo esplosivo o intervallo di infiammabilità. Questo intervallo è definito dal Limite Inferiore di Esplosività (LEL) e dal Limite Superiore di Esplosività (UEL). I gas combustibili rappresentano rischi significativi per la sicurezza in molti ambienti industriali e domestici, rendendo necessarie un’attenta sorveglianza, un’adeguata ventilazione e misure di sicurezza per prevenire incidenti, incendi ed esplosioni.

Qual è la differenza tra gas combustibili, infiammabili ed esplosivi?

Sebbene spesso utilizzati in modo intercambiabile, esistono differenze sottili tra gas combustibili, infiammabili ed esplosivi. I gas combustibili sono quelli che possono bruciare quando miscelati con l’aria e accesi, ma in genere hanno un punto di accensione più elevato. I gas infiammabili sono un sottoinsieme dei gas combustibili che si accendono facilmente a temperature ambientali, generalmente con un punto di infiammabilità inferiore a 100°F (37,8°C). Tutti i gas infiammabili sono combustibili, ma non tutti i gas combustibili sono infiammabili. I gas esplosivi si riferiscono a gas che possono espandersi rapidamente e rilasciare energia in modo violento quando accesi. In pratica, molti gas possono essere sia infiammabili sia esplosivi a seconda della loro concentrazione nell’aria. La differenza principale risiede nella rapidità e nella violenza della combustione. I gas infiammabili bruciano, mentre i gas esplosivi detonano.

Qual è la differenza tra le letture ppm e %vol di un rilevatore di perdite di gas?

Le scale di concentrazione tipiche per i gas combustibili come il metano o il propano sono ppm e %vol. Entrambi questi valori sono intercambiabili.

Esempio di conversione

Valore % del metano = (ppm di metano / 1.000.000) × 100%

Ad esempio, se abbiamo 5.000 ppm di metano, otteniamo:

Valore % del metano = (5.000 / 1.000.000) × 100%

Valore % del metano = 0,5%

Conversione rapida da ppm a %vol

100 ppm = 0,01%

1.000 ppm = 0,1%

10.000 ppm = 1%

100.000 ppm = 10%

1.000.000 ppm = 100%

Qual è la differenza tra le letture ppm e %LEL di un rilevatore di perdite di gas?

%LEL è molto diverso da %vol. %LEL rappresenta una percentuale del limite inferiore di esplosività di un determinato gas combustibile.

Ogni gas combustibile ha un diverso limite di esplosività nell’aria e diversi valori di limite inferiore di esplosività (LEL).

Ad esempio, il metano esplode nell’aria al 5% in volume (pari a 50.000 ppm). Questo è chiamato il 100% del Limite Inferiore di Esplosività. In altre parole, 100% LEL = 5% vol. Quando la concentrazione di metano raggiunge il 100% LEL, il gas esplode se è presente una fonte di accensione. Per il propano, 100% LEL = 2,1% vol, e per l’idrogeno, 100% LEL = 4,0% vol.

Quindi, se il nostro rilevatore di gas indica 5% LEL ed è stato calibrato sul metano, allora il 5% di [5% vol] = 0,25% vol oppure 2.500 ppm.

Quali sono i fattori di correzione per %LEL e i misuratori di gas combustibili?

I sensori a perla catalitica, noti anche come sensori LEL (Lower Explosive Limit), sono dispositivi versatili in grado di rilevare vari gas e vapori combustibili. Questi sensori utilizzano una barriera di diffusione per regolare il flusso di gas verso la perla catalitica, con conseguente maggiore sensibilità ai composti ad alta diffusività. Di conseguenza, rispondono più rapidamente a molecole piccole come idrogeno e metano rispetto a sostanze più pesanti come il cherosene.

Sebbene la calibrazione con il gas specifico di interesse sia ideale, sono stati stabiliti fattori di correzione (CF) per consentire la quantificazione di numerose sostanze chimiche utilizzando un unico gas di calibrazione, tipicamente il metano. Questo approccio consente una rilevazione dei gas efficiente e adattabile su un’ampia gamma di sostanze combustibili.

Esistono alcuni modi per gestire i fattori di correzione.

  • Opzione 1 – Regolazione della lettura. Utilizzare il rilevatore di perdite di gas normalmente. Supponiamo che sia stato calibrato per fattore sul metano (standard di settore). Se il dispositivo legge 10% LEL proveniente da una fonte di etanolo, utilizzeremo il fattore di correzione per l’etanolo, che è 1,8. Moltiplicare 10% LEL per il CF dell’etanolo (1,8), ottenendo 18% LEL. Ciò significa che la lettura corretta (reale) è 18% LEL.
  • Opzione 2 – Regolazione della calibrazione. Calibrare l’unità con metano (standard di fabbrica). Supponiamo di calibrarla a 25% LEL metano e di essere certi di utilizzarla esclusivamente per il rilevamento dell’etanolo. In tal caso, il punto di calibrazione di span non sarà 25% LEL, ma 25% LEL × 1,8 = 45% LEL. L’unità è stata quindi calibrata con una regolazione per leggere e visualizzare correttamente il %LEL dell’etanolo.
  • Opzione 3 – Regolazione del punto di allarme. Supponiamo ora di non voler ricalibrare l’unità per tenere conto del fattore di correzione. È possibile applicare l’operazione inversa, regolando il punto di allarme. In questo caso, il punto di allarme non sarà 25% LEL (metano), ma 25% LEL × (1 / 1,8) = 14% LEL.

La tabella seguente include alcuni gas combustibili comuni e i relativi fattori di correzione. Questi e altri possono essere consultati qui.

Gas

Fattore di correzione (Moltiplicare)

Acetone 1.9
Ammoniaca 1.0
Etanolo 1.8
Ossido di etilene 1.7
Benzina 2.6
Idrogeno 1.0
Isopropanolo 2.2
Propano 1.4
Toluene 2.4

Qual è il programma di manutenzione per un rilevatore di gas combustibili?

La maggior parte dei rilevatori di gas combustibili richiede i seguenti programmi di manutenzione, importanti per garantire funzionamento, accuratezza e sicurezza.

  1. Bump Test (da settimanale a mensile, talvolta anche quotidiano)
  2. Programma di calibrazione (ogni 12 mesi)
  3. Programma di sostituzione (sostituzione del sensore ogni 2–3 anni, in alcuni casi fino a 5 anni — verificare con il produttore)

È possibile identificare diversi gas combustibili dai loro odori caratteristici?

La maggior parte dei gas combustibili puri è naturalmente inodore. Tuttavia, i produttori aggiungono odoranti distintivi come il mercaptano per consentire il rilevamento delle perdite pericolose tramite l’olfatto, a fini di sicurezza.

Conclusioni

In conclusione, i rilevatori di gas combustibili sono dispositivi di sicurezza essenziali che misurano la concentrazione di gas infiammabili in relazione al loro Limite Inferiore di Esplosività (LEL). Sono disponibili in diverse tipologie, tra cui rilevatori di sicurezza personale, rilevatori di perdite di gas e monitor a 4 gas, utilizzando sensori a perla catalitica o sensori a ossido metallico semiconduttore. Sebbene questi rilevatori offrano importanti vantaggi in termini di sicurezza e monitoraggio in tempo reale, richiedono una formazione adeguata, una manutenzione regolare e la calibrazione. Comprendere le differenze tra gas combustibili, infiammabili ed esplosivi è fondamentale per un utilizzo efficace. Nonostante alcune limitazioni, i rilevatori di gas combustibili rimangono strumenti indispensabili per prevenire incidenti sia in ambienti industriali che residenziali.

Informazioni sull’autore

Dr. Kos Galatsis (“Dr. Koz”) è il Presidente di FORENSICS DETECTORS, dove l’azienda opera dalla suggestiva penisola di Palos Verdes a Los Angeles, California. È un esperto riconosciuto in tecnologia dei sensori di gas, rilevatori di gas, misuratori di gas e analizzatori di gas. Da oltre 20 anni progetta, costruisce, produce e testa sistemi di rilevamento di gas tossici.

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Ogni giorno è una benedizione per il Dr. Koz. Ama aiutare i clienti a risolvere i loro problemi unici. Il Dr. Koz ama anche trascorrere del tempo con sua moglie e i suoi tre figli, andare in spiaggia, fare grigliate e godersi la vita all’aria aperta.

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Email: drkoz@forensicsdetectors.com

About The Author

Dr. Kos Galatsis ("Dr. Koz") is the CEO of Forensics Detectors that operates from the scenic Palos Verdes Peninsula in Los Angeles, California. He is a subject matter expert on gas sensor technology, gas detectors, gas meters and gas analyzers. He has been designing, building, manufacturing and testing toxic gas detection systems for over 20 years.

Everyday is a blessing for Dr. Koz. He loves to help customers solve their unique problems. Dr. Koz also loves spending time with his wife and his three children going to the beach, grilling burgers, and enjoying the outdoors.

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