PDF-Version hier herunterladen.

SENSORTECHNOLOGIEN

Katalytischer Sensor

Katalytische Sensoren (mitunter auch bezeichnet als Kugel- oder Perlensensoren) wurden vor allem für brennbare Gase sowie Ammoniak eingesetzt und sind für diesen Anwendungsfall die beliebtesten Sensoren.

Der Sensor verbrennt das Gas an der Oberfläche der Sensorperle und misst die sich ergebende Widerstandsänderung in der Perle (die proportional zur Konzentration ist).

Es handelt sich um relativ preisgünstige, gut eingeführte und bekannte Sensoren mit einer Lebensdauer von bis zu fünf Jahren.

Die Reaktionszeit liegt bei 20 bis 30 Sekunden. Sie können durch bestimmte Anwendungen irreversibel geschädigt (“vergiftet”) werden, was aber im Allgemeinen in der Kältetechnik nicht der Fall ist, und eignen sich für Gaskonzentrationen zwischen 2.000 ppm und bis zu 100 % UEG.

Sie werden vor allem für brennbare Gase eingesetzt und eignen sich für Ammoniak und Kältemittel auf Kohlenwasserstoffbasis mit hohen Konzentrationen.

Sie erkennen alle brennbaren Gase, reagieren aber mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf jedes einzelne, so dass eine Kalibrierung für ein bestimmtes Gas erfolgen kann. Für Ammoniak gibt es Sonderausführungen.

ELEKTROCHEMISCHER SENSOR

Elektrochemische Messzellen werden vor allem für toxische Gase eingesetzt und eignen sich für Ammoniak, nicht aber für andere Kältemittel. Sie bestehen in der Regel aus zwei beziehungsweise drei Elektroden, die in ein Elektrolyt eintauchen.

Eine chemische Oxidation/Reduktion erzeugt einen elektrischen Strom proportional zur Gaskonzentration. Diese Sensoren sind hochgenau (0,02 ppm) und werden vor allem für toxische Gase eingesetzt, die auf andere Weise nicht erkannt werden können, beziehungsweise wenn hohe Genauigkeiten benötigt werden. Sie sind relativ kostenintensiv und haben eine kurze Nutzungsdauer.

Es gibt jetzt jedoch auch Sensoren, die den wichtigen Bereich zwischen 0 und 1.000 ppm abdecken und eine längere Nutzungsdauer von etwa drei Jahren in reiner Luft haben, so dass drei bis vier Jahre Nutzungsdauer nicht ungewöhnlich sind.

Die Sensorlebenszeit wird durch große austretende Ammoniakmengen oder ständige Hintergrundkonzentrationen an Ammoniak verkürzt. Sie eignen sich ideal für Ammoniak in dem wichtigen Bereich zwischen 1 und 1.000 ppm. Eine Querstörung findet kaum statt.

Möglicherweise reagieren sie auf eine plötzliche hohe Luftfeuchtigkeitsänderung, die sie jedoch schnell als solche erkennen.

Infrarotsensor

Bei Infrarotsensortechnologien wird die Tatsache genutzt, dass die meisten Gase ein typisches Absorptionsband im Infrarotbereich des Spektrums haben, an dem sie erkannt werden können.

Die Infrarotsensoren, die zuerst auf den Markt gebracht wurden, waren spezifische Sensoren für ein bestimmtes Gas und daher nicht für Anwendungen geeignet, bei denen mehrere Gase überwacht werden sollten. Sie sind sehr selektiv und hoch genau mit Erkennungsraten von 1:1.000.000. Infrarotsensoren wurden in der Regel eingesetzt, wenn ein hoher Grad an Genauigkeit und Spezifität benötigt wird. Diese hochpräzisen Eigenschaften machen sie teuer.

Die spezifische Empfindlichkeit wurde zu einem Nachteil in Maschinenräumen, als schrittweise auf Mischgasanlagen umgestellt wurde, die für jedes Gas ein anderes Modell erforderten und somit eine sehr kostspielige Lösung ergaben. Es wurde Modelle entwickelt, die ein breites Infrarotspektrum überwachen und Gasmischungen erkennen konnten. Damit wird jedoch die Spezifität und Genauigkeit reduziert.
Kältemittelspezifische Geräte können eingesetzt werden, wenn die Möglichkeit einer Querstörung existiert.

HALBLEITER

Halbleitersensoren messen die Widerstandsänderung proportional zur Konzentration eines Gases, wenn das Gas an der Oberfläche eines Halbleiters absorbiert wird (dieser besteht meist aus Metalloxiden).

Diese Sensoren können für eine Vielzahl von Gasen eingesetzt werden, beispielsweise für brennbare, toxische und Kältemittelgase. Es wird behauptet, dass sie besser seien als die katalytischen Sensoren und brennbare Gase in niedrigen Konzentrationen bis 1.000 ppm erkennen können.

Es handelt sich um preisgünstige, empfindliche, stabile, gegen Vergiftung unempfindliche Sensoren mit langer Nutzungsdauer, die eine Vielzahl von Gasen erkennen können, beispielsweise alle Kältemittel auf FCKW-, HFCKW- und HFKW-Basis, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe.

Sie sind jedoch nicht selektiv und nicht zur Erkennung eines einzelnen Gases in einer Mischung oder für hohe Konzentrationen von Störgasen geeignet.

Querstörungen können durch Filter vor den Sensoren sowie durch Kalibrierung für ein bestimmtes Gas und eine zeitverzögerte Reaktion minimiert werden.

Halbleiter für halogenierte Kohlenwasserstoffe können gleichzeitig mehrere Gase beziehungsweise eine Mischung erkennen. Besonders zweckmäßig ist dies bei der Überwachung von Kälteräumen mit mehreren verschiedenen Kältemitteln.

PDF-Version hier herunterladen – Fragen und Antworten 4. Welche Sensortechnologien verwendet Murco?

<< Zurück zu Fragen und Antworten