Crowcon - Afsløring Gas Redde Liv
Søge
01 februar 2022
BLOG
Hvor længe vil min gassensor holde?
Georgia Pratt
Marketingchef

Gasdetektorer anvendes i vid udstrækning inden for mange industrier (f.eks. vandbehandling, raffinaderier, petrokemiske virksomheder, stålindustrien og byggebranchen for blot at nævne nogle få) for at beskytte personale og udstyr mod farlige gasser og deres virkninger. Brugere af bærbare og faste enheder er bekendt med de potentielt betydelige omkostninger, der kan være forbundet med at holde deres instrumenter sikkert i drift i hele deres levetid. Gassensorer måler koncentrationen af en bestemt analysand af interesse, f.eks. CO (carbonmonoxid), CO2 (kuldioxid) eller NOx (nitrogenoxid). Der findes to mest anvendte gassensorer inden for industrielle applikationer: elektrokemiske sensorer til måling af giftige gasser og ilt og pellistorer (eller katalytiske perler) til måling af brændbare gasser. I de seneste år er der indført både ilt og MPS (Molecular Property Spectrometer) sensorer har givet mulighed for at forbedre sikkerheden.

Hvordan ved jeg, om min sensor er defekt?

Der har været flere patenter og teknikker anvendt på gasdetektorer i løbet af de seneste årtier, som hævder at kunne bestemme, hvornår en elektrokemisk sensor har svigtet. De fleste af disse metoder konkluderer imidlertid kun, at sensoren fungerer ved hjælp af en form for elektrodestimulering, og de kan give en falsk følelse af sikkerhed. Den eneste sikre metode til at påvise, at en sensor fungerer, er at anvende testgas og måle responsen: en bump-test eller fuld kalibrering.

Elektrokemisk sensor

Elektrokemiske sensorer er de mest anvendte i diffusionstilstand, hvor gas i det omgivende miljø trænger ind gennem et hul i cellens overflade. Nogle instrumenter anvender en pumpe til at tilføre luft eller gasprøver til sensoren. Der er monteret en PTFE-membran over hullet for at forhindre vand eller olie i at trænge ind i cellen. Sensorens rækkevidde og følsomhed kan varieres i udformningen ved at anvende forskellige størrelser huller. Større huller giver højere følsomhed og opløsning, mens mindre huller reducerer følsomheden og opløsningen, men øger rækkevidden.

Faktorer, der påvirker den elektrokemiske sensors levetid

Der er tre hovedfaktorer, der påvirker sensorens levetid, herunder temperatur, eksponering for ekstremt høje gaskoncentrationer og fugtighed. Andre faktorer omfatter sensorelektroder og ekstreme vibrationer og mekaniske stød.

Ekstreme temperaturer kan påvirke sensorens levetid. Producenten angiver et driftstemperaturområde for instrumentet: typisk -30˚C til +50˚C. Sensorer af høj kvalitet vil dog kunne modstå midlertidige udsving ud over disse grænser. Kortvarig (1-2 timer) eksponering ved 60-65˚C for H2S- eller CO-sensorer (f.eks.) er acceptabel, men gentagne hændelser vil resultere i fordampning af elektrolytten og forskydninger i basislinjen (nul) og langsommere respons.

Eksponering for ekstremt høje gaskoncentrationer kan også forringe sensorens ydeevne. Elektrokemiske sensorer testes typisk ved at blive udsat for op til ti gange deres konstruktionsgrænse. Sensorer, der er fremstillet af katalysatormateriale af høj kvalitet, bør kunne modstå sådanne eksponeringer uden ændringer i kemien eller tab af ydeevne på lang sigt. Sensorer med lavere katalysatorbelastning kan lide skade.

Den største indflydelse på sensorens levetid er luftfugtighed. Den ideelle miljøbetingelse for elektrokemiske sensorer er 20˚Celsius og 60 % RH (relativ luftfugtighed). Når den omgivende luftfugtighed stiger til over 60 % RH, vil vand blive absorberet i elektrolytten og forårsage fortynding. I ekstreme tilfælde kan væskeindholdet stige 2-3 gange, hvilket potentielt kan resultere i lækage fra sensorhuset og derefter gennem stifterne. Under 60 % RH begynder vandet i elektrolytten at blive afhydreret. Responstiden kan blive betydeligt forlænget, når elektrolytten dehydreres. Sensorelektroder kan under usædvanlige forhold blive forgiftet af forstyrrende gasser, der adsorberes på katalysatoren eller reagerer med den og skaber biprodukter, som hæmmer katalysatoren.

Ekstreme vibrationer og mekaniske stød kan også skade sensorer ved at bryde de svejsninger, der binder platinelektroderne, forbindelsesstrimlerne (eller ledningerne i nogle sensorer) og stifterne sammen.

"Normal" levetid for elektrokemiske sensorer

Elektrokemiske sensorer til almindelige gasser som f.eks. kulilte eller svovlbrinte har en levetid, der typisk er angivet til 2-3 år. Mere eksotiske gassensorer som f.eks. hydrogenfluorid kan have en levetid på kun 12-18 måneder. Under ideelle forhold (stabil temperatur og luftfugtighed på omkring 20˚C og 60 % RH) uden forekomst af forurenende stoffer er det kendt, at elektrokemiske sensorer kan fungere i mere end 4000 dage (11 år). Periodisk eksponering for målgassen begrænser ikke levetiden for disse små brændselsceller: sensorer af høj kvalitet har en stor mængde katalysatormateriale og robuste ledere, som ikke udtømmes af reaktionen.

Pellistor-sensor

Pellistorsensorer består af to matchende trådspoler, der hver er indlejret i en keramisk perle. Der ledes strøm gennem spolerne, hvorved perlerne opvarmes til ca. 500˚C. Den brændbare gas brænder på perlen, og den ekstra varme, der genereres, medfører en stigning i spolernes modstand, som måles af instrumentet for at angive gaskoncentrationen.

Faktorer, der påvirker pellistorsensorens levetid

De to vigtigste faktorer, der påvirker sensorens levetid, er eksponering for høj gaskoncentration og poising eller hæmning af sensoren. Ekstreme mekaniske stød eller vibrationer kan også påvirke sensorens levetid. Katalysatoroverfladens evne til at oxidere gassen mindskes, når den er blevet forgiftet eller hæmmet. Sensorens levetid på mere end ti år er almindelig i applikationer, hvor der ikke er inhiberende eller forgiftende forbindelser til stede. Pellistorer med højere effekt har større katalytisk aktivitet og er mindre sårbare over for forgiftning. Mere porøse perler har også større katalytisk aktivitet, da deres overfladevolumen øges. En dygtig oprindelig konstruktion og sofistikerede fremstillingsprocesser sikrer maksimal porøsitet af perlerne. Eksponering for høje gaskoncentrationer (> 100 % LEL) kan også skade sensorens ydeevne og skabe en forskydning i nul-/baseline-signalet. Ufuldstændig forbrænding resulterer i kulstofaflejringer på perlen: kulstoffet "vokser" i porerne og forårsager mekanisk skade. Kulstoffet kan dog med tiden brændes af og frigøre katalytiske steder igen. Ekstreme mekaniske stød eller vibrationer kan i sjældne tilfælde også forårsage brud på pellistorspolerne. Dette problem er mere udbredt på bærbare gasdetektorer end på gasdetektorer med fastmonteret udstyr, da der er større sandsynlighed for, at de tabes, og da de anvendte pellistorer har en lavere effekt (for at maksimere batterilevetiden) og derfor anvender mere sarte, tyndere trådspoler.

Hvordan ved jeg, om min sensor er defekt?

En pellistor, der er blevet forgiftet, forbliver elektrisk funktionsdygtig, men reagerer muligvis ikke på gas. Gasdetektoren og styresystemet kan derfor se ud til at være i en sund tilstand, men en lækage af brændbar gas kan ikke opdages.

Iltføler

Ikonet Lang levetid 02

Vores nye blyfri, langtidsholdbare iltsensor har ikke komprimerede blystrenge, som elektrolytten skal trænge igennem, hvilket gør det muligt at bruge en tyk elektrolyt, hvilket betyder ingen lækager, ingen korrosion forårsaget af lækager og forbedret sikkerhed. Den ekstra robusthed af denne sensor gør det muligt for os at tilbyde en 5-årig garanti for ekstra tryghed.

Lang levetid - iltsensorer har en lang levetid på 5 år med mindre nedetid, lavere ejeromkostninger og mindre miljøpåvirkning. De måler nøjagtigt ilt over et bredt spektrum af koncentrationer fra 0 til 30 % volumen og er den næste generation af O2-gasdetektion.

MPS-sensor

MPS sensor giver avanceret teknologi, der fjerner behovet for at kalibrere og giver en "ægte LEL-værdi (lavere eksplosionsgrænse)" til aflæsning af femten brændbare gasser, men kan detektere alle brændbare gasser i et miljø med flere arter, hvilket resulterer i lavere løbende vedligeholdelsesomkostninger og reduceret interaktion med enheden. Dette reducerer risikoen for personalet og undgår kostbar nedetid. MPS-sensoren er også immun over for sensorforgiftning.  

Sensorsvigt på grund af forgiftning kan være en frustrerende og dyr oplevelse. Teknologien i MPS™-sensorenpåvirkes ikke af forurenende stoffer i miljøet. Processer, der har forureninger, har nu adgang til en løsning, der fungerer pålideligt med fejlsikret design til at advare operatøren og give personalet og aktiverne i farlige miljøer ro i sindet. Det er nu muligt at detektere flere brændbare gasser, selv i barske miljøer, ved hjælp af én enkelt sensor, der ikke kræver kalibrering og har en forventet levetid på mindst 5 år.

Abonner på vores blog

Tilmeld dig vores mailingliste for at modtage den seneste blog!






    Læs om Crowcons politik om beskyttelse af personlige oplysninger og cookies her. Hvis du ændrer mening, kan du til enhver tid afmelde dig igen.