ROBEX Irányítástechnikai Kft.

1106 Budapest, Maglódi út 17.
C épület I. emelet 112.

E-mail: robex@robex.hu

Telefon: +36 1 431 0424

Fax: +36 1 431 0425

Társadalmi felelősségvállalás:

Gázérzékelés és légtér elemzés

Tisztelt Partnerünk!

Örömmel értesítjük, hogy elindítottuk a ROBEX Irányítástechnikai Kft. hírlevél rendszerét gázérzékelés és légtér elemzés témakörben.
Ennek segítségével szeretnénk Önt rendszeresen friss információkhoz juttatni. Terveink szerint megoldásokról, alkalmazási példákról, termékújdonságokról és az Életből vett hasznos tapasztalásokról fogunk írni.
A túlzottan marketing ízű, tolakodó hírleveleket mi sem szeretjük, így Önt sem fogjuk ilyenekkel bosszantani. Bízunk benne, hogy a jövőben hírlevelünkkel hasznos információkkal szolgálhatunk az Ön számára.
Amennyiben bármelyik hírlevelünk felkelti érdeklődését, vagy éppen valamilyen konkrét problémára szeretne megoldást találni, úgy forduljon hozzánk bizalommal elérhetőségeink bármelyikén.

Üdvözlettel: a ROBEX csapata



A kemoszorpción (CS) alapuló gázérzékelés elve

2017.03.24.

Ahogy azt előző hírleveleinkben említettük, az elkövetkező hírlevelek során szeretnénk bemutatni a gázérzékelőkben alkalmazott különböző típusú érzékelők működési elvét, előnyeit, hátrányait, alkalmazási lehetőségeit. Bízunk benne, hogy ezzel is közelebb hozhatjuk a gázérzékelés elméletét Önhöz, és bemutathatjuk a GfG megoldásait a mindennapok kihívásaira.

 

 

Előző hírleveleinket itt találja:

 

Az elektrokémiai (EC) gázérzékelés elve

A katalitikus elégetésen (CC) alapuló gázérzékelés elve

Az infravörös (IR) fényelnyelésen alapuló gázérzékelés elve

A fotoionizáción (PID) alapuló gázérzékelés elve - első rész - második rész

 

A kemoszorpciós érzékelők felépítése, működése

A kemoszorpciós érzékelők alapja egy fém-oxid félvezető (MOS) elem. Az érzékelő elemek egy hídkapcsolás részét képezik. A polikristályos félvezető érzékelő elem képes megváltoztatni a villamos ellenállását az őt körülvevő gázkoncentrációtól függően.

A kemoszorpciós érzékelők elvi felépítése az alábbi ábrán látható.

VC = tápfeszültség

VH = fűtőfeszültség

RL = terhelő ellenállás

 

A félvezetőt egy fűtőspirál segítségével kb. 300°C-ra melegítik. A fűtőelem lehet platina vagy platina ötvözet, rezisztív fém oxid vagy vékony rétegben felgőzölt platina. A beépített fűtést, mely a fém-oxid anyagot az érzékelt gáz szempontjából optimális működési hőmérsékleten tartja, egy külön áramkör szabályozza.

Éghető és számos toxikus gáz érzékelő felületén történő adszorpciója során az érzékelő belső ellenállása csökken, oxigén hatására éppen ellenkező irányba változik. Azaz a mérendő gázok oxidációja során nő az érzékelő elem vezetőképessége. Az ellenállásváltozás / vezetőképesség változása elektronikus úton kerül kiértékelésre, és egy, a gázkoncentrációval arányos kimenő jel jön létre.

Egy gázra való érzékenység változtatható az érzékelő elem hőmérsékletének beállításával.

A különböző éghető, robbanásveszélyes és toxikus gáz- és/vagy gőz-levegő keverékekhez különböző félvezetőket alkalmaznak, például ón-dioxidot (SnO2) szinter alumínium-oxid kerámia gyöngyön.

A mérendő gáz jelenlétekor a fém-oxid félvezető a gázt szétválasztja ionokká vagy komplexekké, és ez elektronáramot hoz létre (elektronokat juttat a vezetési sávba).

 

Az érzékelők típusai

Különböző módokon lehet kemoszorpciós érzékelőket előállítani. Minden kialakítás más és más érzékelő karakterisztikát eredményez. A két tipikus kialakítás a következő:

  • Gyöngy-típusú érzékelő

 

  • Chip-típusú érzékelő

A legtöbb félvezető érzékelő 3 vagy 4 csatlakozó lábbal rendelkezik attól függően, hogyan van a fűtés és az elektródapár csatlakoztatva.

 

Érzékelt gázok

A kemoszorpciós érzékelők általában a toxikus és éghető gázok legszélesebb palettájának érzékelésére lettek tervezve. Az elképzelés e mögött az, hogy az érzékelők a jelenlévő szennyezőanyagok minél szélesebb körére adjanak válaszreakciót.

A félvezető érzékelők képesek érzékelni a klórozott-fluorozott szénhidrogén (CFC) hűtőközegeket, és más, nehezen érzékelhető szennyezőket is, mint például ammóniát (NH3), szénmonoxidot (CO), hidrogént (H2), alkoholokat és sok más gázt vagy gőzt. A mérési elv alkalmazható a legtöbb szénhidrogén gáz és köd esetében is ppm tartománytól %tf tartományig.

Az érzékelő válasza nemlineáris, működéséhez oxigénre van szükség, érzékeny a levegő nedvességtartalmára, és számos egyéb gáz hibás válaszreakciót eredményezhet.

Ezt a zavaró hatást megfelelő szűrők alkalmazásával lehet csökkenteni, melyek abszorbeálnak minden más gázt a mérendőn kívül. Például a szénmonoxid és hidrogén érzékelésére használt szenzorokat szénszűrővel ellátva a legtöbb egyéb zavaró gáz hatása kizárható.

 

Alkalmazási lehetőségek

Ez a fajta nem specifikus viselkedés előnyös lehet olyan szituációkban, ahol nem ismert toxikus gázok lehetnek jelen, és egy egyszerű „biztonságos a környezet” / „nem biztonságos a környezet” jelzésre van szükség. Mivel azonban a szenzorok nem ammónia specifikusak, ez hibás riasztásokhoz vezethet olyan környezetben, ahol zavaró szennyezők vannak jelen.

A kemoszorpciós érzékelők legfőbb előnyei a hosszú élettartam (tiszta körülmények között 10 év, extrém esetben akár 30 év) és az alacsony költségek.

A félvezető érzékelők messze a legolcsóbb telepített ammónia érzékelők, melyek ráadásul nem károsodnak vagy fogynak nagy koncentrációjú ammóniának való kitettség esetén sem. A kemoszorpciós érzékelők alkalmasak ammónia érzékelésére egészen alacsony, 30 ppm-es tartománytól egészen a robbanóképes koncentrációkig.

Mivel a kimenő jel erősen nemlineáris, az érzékelőket a kívánt tartományban való alkalmazáshoz kell kalibrálni és beállítani. A magasabb koncentrációkhoz történő beállítás csökkent pontosságot és felbontást fog eredményezni alacsonyabb koncentrációk esetén.

A kemoszorpciós érzékelők alkalmazásának legfőbb korlátja a leolvasott értékek kiértékelésének nehézsége, a lehetséges téves riasztások és a levegő nedvességtartalmának hatása az érzékelésre.

A páratartalom növekedésével a kimeneti jel is nő. Ha a páratartalom nagyon alacsony szintre csökken, a kimeneti érték nullára csökken annak ellenére, hogy jelen van a mérendő szennyező. A hűtőházakban jellemző extrém alacsony páratartalom gyakorlatilag lehetetlenné teszi ezen érzékelők alkalmazását.

Ezen kívül a felhasználónak körültekintően kell eljárnia a megfigyelt területen esetleg jelen lévő egyéb szennyezők meghatározásakor.

A félvezető érzékelők legjobb felhasználási lehetősége a „biztonságos” / „nem biztonságos” jelzés adása olyan beállítás mellett, mely veszélyes vagy beavatkozást igénylő koncentráció határértékek közelében rendelkezik a legnagyobb pontossággal, vagy gáz hűtőközegek (Freonok®) mérése, ami nehézkes (vagy sokkal drágább) más mérési elvű készülékekkel.

 

Milyen megoldásokat kínál a GfG?

Telepített gáztávadó

 

​​

CS21

(normál kivitel)

 

 

 

Forrás:

AP 1002: Understanding ammonia sensors and their applications, GfG Instrumentation, Application Notes

Jack Chou: Hazardous Gas Monitors - A Practical Guide to Selection, Operation and Applications

Fachartikel: Messprinzip Chemosorption (CS), GfG Marketing, Carsten Schmidt

HSE, Health and Safety Executive: The selection and use of flammable gas detectors



Hírlevél

A ROBEX Irányítástechnikai Kft. mindig nagy hangsúlyt fektetett arra, hogy naprakészen tartsa partnereit működési területein, mint pl.:

  • villám- és túlfeszültség-védelem;
  • fázisjavítás és energia-menedzsment;
  • földelésellenőrzés és sztatikai levezetés;
  • szenny- és ivóvíz méréstechnika;
  • gázérzékelés és légtér elemzés;
  • kábelátvezető rendszerek.

 

Erre az egyik legkézenfekvőbb megoldás a rendszeres információ átadás hírlevelek formájában.

 

Iratkozzon fel bátran, nem fogjuk felesleges levelekkel traktálni!