SENZORJI ZA CO

Osnova vseh detektorjev plina so senzorji. Poznavanje fizikalnih principov tovrstnih elementov omogoča razumevanje delovanja in zmožnosti celotnega sistema za zaščito pred požarom in plini. Se posebej moramo ločiti javljalnike požara in plina, ker na primer ionizacijski javljalnik ne reagira na prisotnost plina!

Bistven napredek na področju senzorjev plina je senzor, ki so ga v 70. letih začeli izdelovati Japonci pod imenom FIGARO. Zelo poenostavljen princip je razviden iz risbe st. 4. Osnova je žareča platinasta zica, ki deluje kot katalizator.Prisotnost plina poveca temperaturo žareče žice vsled katalitičnega izgorevanja. Temperaturo v tem primeru merimo s pomočjo NTC polvodniškega upora, od tod tudi ime: POLVODNISKI. Ob povečani temperaturi, kot posledici prisotnosti plina, se upornost upora zmanjša. Pri FIGARO senzorju je upornost v čistem zraku velikostnega razreda 100 K Ohm. Pri izpostavitvi koncentraciji plina 10.000 ppm propana pade upornost na priblizno 1 K Ohm. Slabost tega principa je v tem, da na delovanje močno vpliva zunanja temperatura. Delno je možno kompenzirati temperaturni vpliv okolice s pomočjo temperaturno odvisnega upora, ki je v sklopu elektronskega vezja in izpostavljen temperaturi okolišnjega zraka. Na risbi 4 je R1 upor, ki meri temperaturo ob katalitičnem izgorevanju ob zareci platini, upor R2 pa kompenzira tempereturo okolice. Na delovanje senzorja močno vpliva tudi stabilna napetost gretja senzorja. Polvodniški senzor potrebuje zahtevno elektronsko vezje za kvalitetno delovanje. Polvodniški senzor je zelo uporaben za merjenje nizkih koncentracij plinov v temperaturnem področju -15 °C do + 40 °C.

Senzor reagira na pline: propa, butan, metan (= zemeljski plin), vodik, acetilen, bencinske in alkoholne pare ter ogljikov monoksid. Včasih je taka širokospektaralna občutljivost zaželjena, pogosto pa zelo moteča. Veliko dosežemo z montažo na pravilni višini. Na primer: pri zaščiti pred metanom montiramo senzor visoko pod stropom in zato težki bencinski hlapi ne motijo. Naprave s temi senzorji zanesljivo delujejo 5 let in več. Potrebna pa je najmanj enkrat letna nastavitev občutljivosti. Nastavitev alarma v eni točki je lahko dokaj natančna. Karakteristike senzorjev se toliko razlikujejo med seboj, da je prikaz v širokem koncentracijskem področju sila netočen in zato brez pomena pri večini naprav. Izjeme so laboratorijski merilniki, ki so kalibrirani po celotnem merilnem področju.

Že nekaj let je znan princip merjenja s pomočjo elektrokemičnih senzorjev. Tovrstni senzorji reagirajo pretežno le na en plin. Pomembni so pri zaščiti garaž pred ogljikovim monoksidom (CO). Reagirajo namreč že pri koncentraciji nekaj ppm CO in niso izpostavljeni morečemu vplivu drugih plinov.

Princip je prikazan na risbi 5 in je sledeč: CO se veže na vodo v senzorju, tako da ob prisotnosti katalizatorja ogljikov monoksid zgori v ogljikov dioksid. Energija, ki se pri tem sprosti povzroči ionizacijo v vodi s tem, da nastaneta dva pozitivna iona vodika in dva prosta elektrona pri vsaki oksidirani molekuli CO. Senzor ima na vsaki strani po eno elektrodo. Na anodo se vežejo elektroni, na katodo pa pozitivni ioni. Elektrodi premostimo z uporom preko katerega steče tok in povzroči padec napetosti na uporu. Velikostni razred toka je 0,0000001 A/1 ppm CO. Razelektrena atoma vodika se vežeta na kisik iz okolice in zgorita v vodo. S tem je proces ponovljiv (reverzibilen).

Dobre strani so omenjene, slabosti pa so:
- relativno majhna življenjska doba: največ štiri leta, vključno z obdobjem skladiščenja
- izredno visoka cena senzorja.