Сигнализатори за природен газ и пропан-бутан

Както е известно, природният газ и пропан-бутанът са силно токсични, пожаро- и взривоопасни вещества. От гледна точка на сигурността при инсталацията на сградна газова система е препоръчително тя да бъде снабдена с газсигнализатори (газдетектори). Тяхната задача е да известят обитателите със звукова и светлинна сигнализация веднага щом засекат пределно допустими концентрации от опасните газове във въздуха вследствие на утечка.

Много често тези устройства са елемент от цялостната система за безопасност на сградата. В този случай след сигнал от газсигнализатора системата сама спира притока на газ.

Видове газсигнализатори
Методите за регистриране на природен газ или пропан-бутан са доста разнообразни, особено в индустрията. В бита обаче се използват два основни вида газанализатори - т.нар. каталитични и полупроводникови.

Общото и за двата вида е, че са електрически. Каталитичните сензори измерват промяната на температурата в резултат на екзотермична реакция на окисление на горим газ или пара, която протича на повърхността на катализатора. Този тип сензори се наричат още пелистори.

При тях в пластина от окисен материал се вгражда платинена намотка. Чувствителният окисен материал се покрива с порест катализатор от платина или паладий. Намотката изпълнява ролята на нагревател и на резистивен температурен сензор.

Когато изследваният газ влезе в реакция, на каталитичната повърхност на сензора се извършва отделяне на топлина, повишаваща температурата на пластината и вградената в нея намотка. В резултат на това съпротивлението на намотката нараства, което се регистрира от електронна схема.

Полупроводниковите сензори биват два вида - металоокисни и полимерни газови сензори. Като чувствителни материали при металоокисните полупроводникови газови сензори се използват различни металоокисни материали като SnO2, ZnO, Fe2O3, WO3, Co3O4 и др.

Принципът им на работа се основава на изменение на съпротивлението им в присъствието на газ. Когато слоят метален окис SnO2 е нагрят при определена висока температура във въздуха, се адсорбира кислород по кристалната повърхност с отрицателен заряд. Формираният повърхностен потенциал служи като потенциална бариера при преминаване на електрони.

В сензора електрически ток тече през частите на свързване (границата на зърната) на микрокристалите SnO2. По границите на зърната адсорбираният кислород формира потенциална бариера, която предотвратява свободното движение на електрони. Електрическото съпротивление на сензора се дължи на тази потенциална бариера.

В присъствието на редуциращ газ повърхностната плътност на отрицателно заредения кислород намалява, така че височината на бариерата в границата на зърната намалява. Намалената височина на бариерата намалява съпротивлението на сензора.

Скоростта на тези процеси и обратимостта им зависят от температурата, при която работи чувствителният елемент. Вследствие на логаритмичната зависимост между съпротивлението на сензора и концентрацията на газа металоокисните сензори имат висока чувствителност към газове даже при ниската им концентрация.

При полимерните полупроводникови газови сензори като чувствителни елементи се използват слоеве на основата на фталоцианини (phtalocyanines), притежаващи висока термична и химична устойчивост. Тези слоеве са полупроводници от р-тип и голямо влияние на проводимостта им оказва кислородът във въздуха. Проводимостта на слоевете се променя в присъствието на газове. Чувствителността на сензорите се увеличава при легиране на слоевете с атоми на тежките метали.

Нормативни изисквания
Общите изисквания за конструкцията, изпитването и работните характеристики на задвижваните с електричество уреди за откриване на горими газове, проектирани за продължителна работа в неподвижни инсталации в домакинствата, са посочени в стандарта БДС EN 50194:2006. Той определя два типа уреди, които работят в случай на утечка на газ от газификационната мрежа, на природен газ или на втечнен газ (LPG).

Уредите от тип А осигуряват видимо и слухово известяване и действие във формата на изходен сигнал, който може да задейства пряко или непряко прекъсващо устройство и/или друго подобно устройство. Уредите от тип В осигуряват само видимо и слухово известяване.

Съгласно нормативния документ уредите могат да се захранват от мрежата или от батерия. В стандарта не са включени уреди за промишлени и търговски инсталации, за които се прилагат европейските стандарти EN 50054, EN 50055, EN 50056, EN 50057 и EN 50058.

Предлагаме богата гама газсигнализатори с най-съвременни характеристики
Съвременните системи за газсигнализация притежават богати функционални характеристики и възможности за комуникация 

Темата продължава в следващ брой на списанието.