|
|
|
Senzori de gaz
Multi ani, detectia gazelor era utilizata doar in industria chimica si apoi in agricultura (sere legumicole sau horticole). De cativa ani detectia gazelor a devenit accesibila consumatorilor si instalatiilor comerciale. Se foloseste din ce in ce mai des detectia de monoxid de carbon pentru siguranta caminelor si detectia de dioxid de carbon pentru controlul ventilatiei in cladiri. Acest lucru a fortat proiectantii de senzori sa dezvolte detectori care sa fie atat siguri cat si eficienti din punct de vedere al costului. Proiectantii au incercat sa obtina senzori cu durata lunga de viata, sensibilitate ridicata, stabilitate cu temperatura si cu cicli de calibrare redusi. Modul de detectie a gazelor a evoluat ajungandu-se la tehnologii avansate cum ar fi:
electrochimica;
cu pelistori catalitici;
cu semiconductori;
cu radiatii infrarosii.
Senzorii de gaz pe infrarosu (IR), care fac parte dintre dispozitivele in stare solida, nu reactioneaza chimic cu gazul. De asemenea, ei pot fi realizati astfel incat sa detecteze anumite stari de functionare necorespunzatoare si sa alerteze utilizatorul. Cu alte cuvinte senzorii pe infrarosu nu creeaza situatii periculoase atunci cand apar probleme.
Un detector asociat este dotat cu un filtru optic astfel incat poate sa monitorizeze doar intensitatea unui anumit tip de banda de frecventa. Aceasta banda de frecventa este selectata pentru a se potrivi cu o banda de frecventa cuprinsa in spectrul de absorbtie a gazului vizat si iesirea detectorului este astfel afectata de concentratia gazului vizat. Frecventa radiatiei este mai des exprimata in lungimi de unda.
Caracteristica de iesire a senzorului este numita "absorbtie" si reprezinta pierderea procentuala a radiatiei infrarosii care atinge detectorul in prezenta si in absenta gazului vizat in celula cu gaz. Absorbtia este calculata folosindu-se semnalele masurate in absenta gazului (nu sunt absorbite radiatii infrarosii, ex: nitrogen) I0 si in prezenta gazului vizat, IG utilizand relatia:
A 
Absorbtia creste cu:
- cresterea concentratiei de gaz;
- cresterea lungimii caii optice intre detector si sursa.
Cunoscandu-se dependenta absorbtiei de concentratia de gaz, pentru o lungime data a caii de la detector la sursa, un senzor va masura concentratia unui gaz functie de absorbtia masurata.
Un senzor simplu cu un singur canal interpreteaza orice pierdere a radiatiei infrarosii ca o consecinta a cresterii absorbtiei de catre gazul vizat.
In practica, pentru corectarea unor astfel de probleme se adauga senzorului un detector de referinta. In acest caz se foloseste un canal de referinta care masoara modificarile in radiatia infrarosie care nu sunt cauzate de gazul vizat.
Un canal de referinta ideal are exact aceeasi cale optica ca si canalul sensibil si nu are nici un fel de absorbtie de catre gazul vizat sau de catre alte posibile gaze de interferenta.
Dioxidul de carbon este un gaz fara miros, incolor si este toxic doar cand concentratia acestuia atinge de 25 de ori nivelul de concentratie normal din aerul ambiental (~380 ppm). Desi masurarea concentratiei deCO2 nu e usoara, e totusi mai putin dificila decat masurarea concentratiei monoxidului de carbon sau a formaldehidei. De aceea pentru determinarea calitatii aerului din spatii inchise se prefera masurarea dioxidului de carbon. Concentratia mare deCO2 din spatii inchise este indicatorul unor conditii sarace de ventilatie, ceea ce poate conduce la acumularea de alte gaze nocive si la probleme de sanatate ale celor care isi desfasoara activitatea in aceste spatii. Important de observat este ca dioxidul de carbon, la concentratiile la care se gaseste in mod normal in cladiri, de la 400 pana la 2000 ppm, nu este considerat un gaz nociv. . In medii industriale, conform OSHA (Agentia Europeana pentru Securitate si Sanatate in Munca) limita deCO2 pentru o expunere de 8 ore este de 5000 ppmv iar pentru o expunere de 15 minute de 30000 ppmv. In cladirile cu birouri, sali de conferinta, de cinema sau magazine nu se ajunge la asemenea concentratii.
Senzorul IR21AA este proiectat pentru detectarea si monitorizarea prezentei dioxidului de carbon in aerul ambiental cu concentratii intre 0 si 3000 ppmv (parts per million by volume) cu o rezolutie mai mica de 60 ppmv (2% FSD). IR21AA functioneaza normal in medii avand de la 0 pana la 100% umiditate relativa si temperaturi de la -10 la +50 sC. Acest senzor este destinat in principal monitorizarii nivelelor deCO2 in aplicatii din horticultura si calitatea aerului.
Senzorul este construit din poliacetat rezistent la majoritatea acizilor slabi, bazelor si solventilor si de asemenea rezistent la expunerea indelungata la H2S (hidrogen sulfurat). Contine partea electronica primara de tratare a semnalului.
Senzorul are doi detectori de radiatii infrarosii. Filtrul de la detectorul "activ" este transparent la banda fundamentala de absorbtie a dioxidului de carbon. Asta permite utilizarea unei lungimi mici a caii optice mentinand o rezolutie satisfacatoare. Amplitudinea semnalului de iesire de la detectorul activ este redusa pe masura ce radiatia optica este atenuata la trecerea prin gazul ce dioxid de carbon. Detectorul "referinta" este insensibil la aceasta schimbare prin utilizarea unui filtru diferit.
