Zasada działania i kalibracja czujników katalitycznych

W przemyśle od dawna stosowane są różnego rodzaju detektory mające na celu wykrycie obecnego w powietrzu gazu szkodliwego dla ludzi. W zamierzchłych czasach stosowane były tak zwana lampy wskaźnikowe, których zasada działania przypominała dzisiaj wykorzystywane czujniki wykrywające wybuchowe gazy kopalniane. Z uwagi na fakt, że ten prototypowy detektor używany był głównie w kopalniach, nazywano go również lampą górniczą.

W zamyśle lampa ta miała oświetlać górnikom miejsce pracy, jednak szybko zaczęto ją wykorzystywać również jako urządzenie ostrzegające przed nagromadzeniem w powietrzu niebezpiecznych substancji. Dawała ona jednak złudne poczucie bezpieczeństwa, gdyż jej skuteczność wykrywania stężenia gazów wybuchowych oceniana jest na 25 do 50%.

Szybko więc zaczęto stosować o wiele bardziej niezawodne urządzenia, które nie tylko zapewniały o wiele bardziej dokładny pomiar, ale również dawały powtarzalny wynik. Używane obecnie na szeroką skalę detektory katalityczne – choć nie mają porównania do dawnych lamp górniczych – mają bardzo zbliżony do nich sposób działania.

Na detektor katalityczny składa się pelistor, czyli elektrycznie podgrzewana platynowa cewka, która umieszczona jest w ceramicznej osłonie (wykonanej np. z tlenku glinu) i osłonięta dodatkową zewnętrzną powłoką z katalizatora palladowego (albo rodowego).

W momencie, kiedy gaz wymieszany z powietrzem znajdzie się nad rozgrzanym katalizatorem, mieszanina zostaje spalona. Powstałe w ten sposób ciepło ogrzewa pelistor, co zmienia rezystancje cewki wykonanej z platyny. Zmiana ta jest związana ze stężeniem gazu w atmosferze, a dokładny wynik może być przedstawiony za pomocą odpowiedniego miernika.

Czujnik katalityczny umieszczany jest w wytrzymałej, metalowej obudowie, co sprawia, że mieszanina gazu oraz tlenu może swobodnie się w niej przemieszczać i zostać wykryta przez umieszczony wewnątrz element czujnika. Osłona działa również ochronnie, ponieważ zapobiega wydostaniu się płomienia do atmosfery.

Aby zapewnić prawidłowe działanie detektora katalicznego, należy poddawać go regularnej kalibracji. Czujnik może szybko stracić swoje właściwości, jeśli będzie długo wystawiony na działanie wysokiego stężenia gazów wybuchowych lub “zatruty” innymi substancjami czy związkami, takimi jak silikony czy siarka i ołów.

Wśród zalet detektorów katalitycznych można z pewnością wymienić ich wytrzymałość na trudne warunki, stosunkowo łatwą obsługę czy niskie koszty eksploatacji (w tym kalibracji). Dużym ograniczeniem tego rodzaju czujników jest ich wrażliwość na długotrwałą obecność w zanieczyszczonym gazem wybuchowym obszarze czy możliwość dezaktywacji innymi substancjami. Warto też wspomnieć, że detektor katalityczny do działania wymaga obecności tlenu (potrzebnego w procesie spalania), więc nie może on być stosowany w każdej sytuacji.

2019-05-17T10:31:06+02:00Maj 17, 2019|Categories: Blog|