Czujniki odgrywają kluczową rolę w monitorowaniu palnych gazów i oparów. Środowisko, czas reakcji i zakres temperatur to tylko niektóre z czynników, które należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o wyborze najlepszej technologii.

W tym blogu przedstawiamy różnice pomiędzy czujnikami pelistorowymi (katalitycznymi) a czujnikami na podczerwień (IR), dlaczego istnieją plusy i minusy obu technologii oraz skąd wiadomo, która z nich najlepiej nadaje się do różnych środowisk.

Czujnik pelistorowy

Pellistorowy czujnik gazu jest urządzeniem służącym do wykrywania palnych gazów lub oparów, które mieszczą się w zakresie wybuchowości, w celu ostrzegania o wzrastającym poziomie gazu. Czujnik składa się ze zwoju drutu platynowego z katalizatorem umieszczonym wewnątrz, tworzącym małą aktywną kulkę, która obniża temperaturę, przy której gaz zapala się wokół niej. W przypadku obecności gazu palnego temperatura i rezystancja kulki wzrasta w stosunku do rezystancji obojętnej kulki referencyjnej. Różnica w oporności może być zmierzona, co pozwala na pomiar obecności gazu. Ze względu na katalizatory i koraliki, czujnik pelistorowy jest również znany jako czujnik katalityczny lub katalityczny koralikowy.

Czujniki pelistorowe, stworzone w latach 60-tych przez brytyjskiego naukowca i wynalazcę Alana Bakera, zostały początkowo zaprojektowane jako rozwiązanie problemu długotrwałego stosowania lamp i kanarków bezpieczeństwa. Od niedawna urządzenia te są wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych i podziemnych, takich jak kopalnie lub drążenie tuneli, rafinerie ropy naftowej i platformy wiertnicze.

Czujniki pelistorowe są relatywnie tańsze ze względu na różnice w poziomie technologicznym w porównaniu do czujników IR, jednak ich wymiana może być wymagana częściej.

Dzięki liniowemu wyjściu odpowiadającemu stężeniu gazu, współczynniki korekcyjne mogą być użyte do obliczenia przybliżonej reakcji pellistorów na inne gazy palne, co może uczynić pellistory dobrym wyborem w przypadku obecności wielu palnych oparów.

Ponadto pelistory w czujkach stacjonarnych z wyjściem mostkowym mV, takich jak Xgard typ 3, doskonale sprawdzają się w miejscach trudno dostępnych, ponieważ kalibrację można przeprowadzać na lokalnej centrali alarmowej.

Z drugiej strony, pelistory mają problemy w środowiskach, w których jest mało tlenu, ponieważ proces spalania, w którym działają, wymaga tlenu. Z tego powodu, przyrządy do pracy w zamkniętych przestrzeniach, które zawierają katalityczne czujniki LEL typu pelistorowego, często zawierają czujnik do pomiaru tlenu.

W środowiskach, w których związki zawierają krzem, ołów, siarkę i fosforany, czujnik jest podatny na zatrucie (nieodwracalna utrata czułości) lub inhibicję (odwracalna utrata czułości), co może stanowić zagrożenie dla osób w miejscu pracy.

W przypadku narażenia na wysokie stężenie gazu, czujniki pelistorowe mogą ulec uszkodzeniu. W takich sytuacjach, pelistory nie są "fail safe", co oznacza, że nie jest wysyłane powiadomienie o wykryciu usterki urządzenia. Jakakolwiek usterka może być zidentyfikowana tylko poprzez test uderzeniowy przed każdym użyciem, aby upewnić się, że wydajność nie ulega pogorszeniu.

Czujnik podczerwieni

Technologia czujników podczerwieni opiera się na zasadzie, że światło podczerwone (IR) o określonej długości fali zostanie zaabsorbowane przez gaz docelowy. Zazwyczaj w czujniku znajdują się dwa emitery wytwarzające wiązki światła podczerwonego: wiązka pomiarowa o długości fali, która zostanie zaabsorbowana przez gaz docelowy, oraz wiązka referencyjna, która nie zostanie zaabsorbowana. Każda wiązka ma jednakowe natężenie i jest odbijana przez lustro wewnątrz czujnika na fotoodbiornik. Wynikająca z tego różnica w intensywności pomiędzy wiązką referencyjną i pomiarową, w obecności gazu docelowego, jest wykorzystywana do pomiaru stężenia obecnego w nim gazu.

W wielu przypadkach technologia czujników na podczerwień (IR) może mieć wiele zalet w porównaniu z pelistorami lub być bardziej niezawodna w obszarach, w których działanie czujników opartych na pelistorach może być osłabione - w tym w środowiskach o niskiej zawartości tlenu i obojętnych. Tylko wiązka podczerwieni oddziałuje z cząsteczkami otaczającego gazu, dając czujnikowi tę przewagę, że nie grozi mu zatrucie lub inhibicja.

Technologia podczerwieni zapewnia bezpieczne testowanie w razie awarii. Oznacza to, że w przypadku awarii wiązki podczerwieni, użytkownik zostanie o tym powiadomiony.

Przykładem jednego z naszych detektorów opartych na podczerwieni jest Crowcon Gas-Pro IR, idealny dla przemysłu naftowego i gazowego, z możliwością wykrywania metanu, pentanu lub propanu w potencjalnie wybuchowych środowiskach o niskiej zawartości tlenu, w których czujniki pelistorowe mogą mieć trudności. Używamy również dwuzakresowego czujnika %LEL i %Volume w naszym Gas-Pro TK, który nadaje się do pomiaru i przełączania między oboma pomiarami, dzięki czemu zawsze bezpiecznie działa z prawidłowym parametrem.

Jednak czujniki podczerwieni nie są doskonałe, ponieważ mają tylko liniową charakterystykę wyjściową w stosunku do gazu docelowego; reakcja czujnika podczerwieni na inne palne opary niż gaz docelowy będzie nieliniowa.

Podobnie jak pelistory są podatne na zatrucie, czujniki podczerwieni są podatne na silne szoki mechaniczne i termiczne, a także na duże zmiany ciśnienia. Dodatkowo, czujniki podczerwieni nie mogą być używane do wykrywania gazu wodorowego, dlatego sugerujemy użycie pellistorów lub czujników elektromechanicznych w tej sytuacji.

Podstawowym celem w zakresie bezpieczeństwa jest wybór najlepszej technologii detekcji w celu zminimalizowania zagrożeń w miejscu pracy. Mamy nadzieję, że poprzez wyraźne wskazanie różnic pomiędzy tymi dwoma czujnikami uda nam się zwiększyć świadomość tego, w jaki sposób różne środowiska przemysłowe i niebezpieczne mogą pozostać bezpieczne.

Aby uzyskać więcej informacji na temat czujników pelistorowych i podczerwieni, można pobrać nasz whitepaper zawierający ilustracje i schematy, które pomogą określić najlepszą technologię dla danej aplikacji.