Gaz dedektörlerinde hangi sensörler kullanılır?

Bir gaz dedektörü, bir alandaki gazların varlığını tespit eder. Gaz konsantrasyonu sensörün ayarlanan alarm değerini aştığında, gaz dedektörü sesli bir alarm verir, görünür bir alarm gösterir ve ölçülen gaz konsantrasyonunu gaz dedektörünün ekranında gösterir. Gaz dedektörleri yanıcı gazları, oksijeni ve zehirli gazları algılayabilir. Gaz dedektörlerinde kullanılan yaygın sensör tipleri elektrokimyasal sensörler, katalitik sensörler, fotoiyonizasyon (PID) sensörleri, kızılötesi sensörler, galvanik sensörler ve yarı iletken sensörlerdir.

Elektrokimyasal sensörler

Elektrokimyasal bir sensör ile CO, H2S, NH3, Cl2, NO2, SO2 vb. gibi zehirli gazlar tespit edilebilir. Bir elektrokimyasal sensör, gözenekli bir membrandan sensöre akan gazın oksitlendiği veya indirgendiği bir elektroda akmasıyla çalışır. Üretilen akım miktarı, elektrotta gazın ne kadarının oksitlendiğine göre belirlenir ve bu da gazın konsantrasyonunu gösterir.

Katalitik sensörler

Bir katalitik sensör ile yanıcı gazlar tespit edilebilir. Katalitik sensör, her biri bir Wheatstone köprü devresine elektriksel olarak bağlanmış bir alümina boncuğuna gömülü iki platin tel bobinden oluşur. Aktif boncuk, yanıcı bileşiklerin oksitlenmesini sağlayan bir katalizör içerir, böylece boncuğu daha da ısıtır ve elektrik direncini değiştirir. Aktif ve pasif boncuklar arasında ortaya çıkan voltaj farkı, mevcut tüm yanıcı gazların ve buharların konsantrasyonuyla orantılıdır. Katalitik sensör, oksidasyon için atmosferde en az %12 oksijene ihtiyaç duyar. Katalitik sensör silikonlar, mineral asitler, klorlu organik bileşikler ve sülfür bileşikleri gibi bileşikler tarafından zehirlenebilir.

Fotoiyonizasyon (PID) sensörleri

Bir PID sensörü, mevcut uçucu organik bileşiklerin (VOC), milyonda parça (PPM) olarak ifade edilen zehirli gazların ve/veya buharların konsantrasyonunu algılar. PID sensörü spesifik olarak gaz veya bileşikleri tespit etmez. Tüm VOC'ler PID dedektörünün ekranında tek bir ortak değer olarak görüntülenir. Bir PID dedektöründe, ölçülecek gaz genellikle UV aralığında yüksek enerjili fotonlara maruz bırakılır. Gaz örneğindeki moleküller elektromanyetik radyasyonla temas eder etmez geçici olarak bir elektron kaybeder. Sonuç olarak pozitif yüklü iyonlar oluşur.

Gaz elektrik yüklüdür ve iyonlar bir elektrik akımı oluşturur. Gönderilen bu elektrik, PID dedektörünün ölçüm sinyalinin temelini oluşturur. Temel ölçüm sinyali PID dedektöründe yükseltilir ve ppm cinsinden ölçülen bir değere dönüştürülür. Bir PID dedektörü, PID dedektörünün donatıldığı lambadan daha düşük IP değerine sahip tüm gazları algılar. Belirli bir gazda okunan değeri belirlemek için, temel ölçüm sinyali belirli gazla ilişkili yanıt faktörü ile çarpılmalıdır. Bu, PID ölçüm cihazının kalibre edildiği gaza (genellikle 100 ppm izobütilen) göre ölçülen gazın bir dönüşüm faktörüdür.

Kızılötesi (IR) sensörler

Kızılötesi sensörler ile hidrokarbonlar ve su buharı ve CO2 gibi diğer kızılötesi aktif gazlar tespit edilebilir. Bir kızılötesi sensör, bilinen bir gaz hacminden geçen radyasyonu kullanır. Sensör ışınından gelen enerji, belirli gazın özelliklerine bağlı olarak belirli dalga boylarında emilir. Bu dalga boyundaki enerji, emilim aralığının dışındaki bir dalga boyuyla karşılaştırılır. Bu iki dalga boyu arasındaki enerji farkı, mevcut gazın konsantrasyonuyla orantılıdır.

Galvanik sensörler

Galvanik sensör ile oksijen algılanabilir. Bir elektro-galvanik yakıt sensörü, kimyasal bir reaksiyonla elektriksel bir çıktı üretmek için yakıt tüketen elektrokimyasal bir sensördür.

Yarı iletken sensörler

Yarı iletken bir sensör ile hidrojen, oksijen, alkol ve CO gibi zararlı gazlar tespit edilebilir. Yarı iletken sensör nefes ölçerlerde de kullanılır. Yarı iletken bir sensör, gaz sensörle doğrudan temas ettiğinde gerçekleşen kimyasal bir reaksiyonla gazları algılar. Sensördeki elektrik direnci gazla temas ettiğinde azalır. Dirençteki bu değişim gaz konsantrasyonunu hesaplamak için kullanılır.