Gaz Algılama Teknolojileri 4 – Katalitik Gaz Sensörü

Katalitik Gaz Sensörü Nedir?
Çalışma Prensibi, Avantajları ve Kullanım Alanları

 

1- Katalitik Sensörün Yapısı ve Çalışma Prensibi

Katalitik gaz sensörleri genel yapısı itibariyle iki adet pelistör adı verilen seramik boncuk bulunur. Bu pelistörler platinyum tel içeren katalizör katmana sahip minik kürelerdir. Fakat sistem dahilinde pelistörlerin sadece bir tanesi üzerinde katalizör katman bulunmaktadır. Katalizör katman içermeyen pelistör referans pelistörü olarak adlandırılır. Bu iki pelistör birbirine Wheatstone köprüsü ile bağlıdır.

Katalitik gaz sensörleri çalışma prensibi yanıcı gazların oksidasyonuna bağlı olarak gelişir. Sensör gaz ile karşılaştıktan sonra çalışma mekanizması şu şekilde gerçekleşir; öncelikle katalizör katman bulunan pelistör üzerinde oksidasyon reaksiyonu başlar ve pelistör ısınır. Buradaki reaksiyon sayesinde bobin ısınır ve elektriksel direncinde değişiklik meydana gelir. Bu değişiklik sensörden sinyal olarak algılanır ve ortamda gaz olduğu tespit edilmiş olur.

Katalitik gaz sensörleri çalışmaya başlamadan önce ısınma sürelerine ihtiyaç duyarlar(1 dakika kadar).
Katalitik sensörler sıcaklık değişimine bağlı olarak gaz derişimini ölçtüğünden ortamda gaz olmasa da sıcaklık artışı olduğunda sensör tepki vermemesi için referans pelistörü bulunur. Sıcaklık arttığında 2 pelistör de aynı derece de ısınacağı için elektrik direncinde değişim olmaz. Ayrıca yapısı gereği diğer çevresel etkenler olarak nem ve basınç değişiminden de bu şekilde yanlış ölçüm etkisi önlenmiş olur.

 

2- Katalitik Sensörlerin Teknik Özellikleri

Günümüz teknolojisinin hızla gelişmesiyle beraber katalitik gaz sensörleri için T90 süreleri giderek kısalmıştır.(T90 < 15sn) Katalitik gaz sensörleri ölçüm yaptığı gazın molekül büyüklüğünden etkilenir. Örneğin bir molekül ne kadar büyükse tepki süreside o kadar artar. Ayrıca oksijensiz ortamlarda çalışmaya elverişli değildir.

Katalitik gaz sensörlerinin tepkileri doğrusaldır. % 100 LEL değerine kadar doğru sonuçlar verir. Ancak yüksek yoğunluktaki gaz maruziyeti katalitik sensörlerin ölçüm sonuçlarını olumsuz etkileyip yanlış sonuçlar vermesine sebep olacaktır. Çünkü katalitik sensörlerin ölçüm yapabilmek için ortamda yeteri kadar oksijen olması gerekmektedir. Yanıcı bir gazın ortamda fazlaca bulunması ölçüm sonuçlarını olumsuz etkileyecektir. Buda yüksek konsantrasyonlar da sürekli ölçüm yapılamamasına sebep olur.

Yanlış alarmları önlemek için, alarm seviyesinin Metan(CH4)için %5 LEL, Propan (C3H8) ve Bütan (C4H10) için %10 LEL ve benzin buharları için %20 LEL’in altına ayarlanmaması önerilir.

 

3- Katalitik Sensör Zehirlenmesi

Katalitik gaz sensörleri için zehir etkisi yaratan bazı kimyasallar mevcuttur. Bunların ortamda olması yada sensöre bir şekilde bulaşması sonuçların yanlış olmasına sebep verecektir. Katalitik gaz sensörleri için zehir etkisi yaratan maddeleri kısaca şöyle özetleyebiliriz;

  • Silikonlar (örn. su geçirmezlik, yapıştırıcılar, ayırıcı maddeler, özel yağlar ve gresler, belirli tıbbi ürünler, ticari temizlik maddeleri)
  • Tetraetil kurşun (örn. kurşunlu benzin, özellikle havacılık petrolü)
  • Kükürt bileşikleri
  • Halojenli bileşikler
  • Organo-fosfor bileşikleri (örneğin, yanmaz hidrolik sıvılardaki herbisitler, böcek öldürücüler ve fosfat esterleri)

 

4 – Kalibrasyon ve Bakım

Katalitik gaz sensörleri ortalama olarak 2 yıl kadar ölçüm ömrüne sahiplerdir. Bu süreç ortamdaki gaz derişiminin artmasına bağlı olarak düşebilir. Yoğunluk ekstrem derecelerde artarsa ve bu maruziyet süresi 1 – 2 dakikayı geçerse sensör zarar görebilir ve duyarlılığını kaybedebilir. Ayrıca katalitik gaz sensörleri 6 ay kadar aralıklarla kalibrasyon işleminden geçmeleri gerekmektedir. Sürekli doğru ölçüm alabilmek adına katalitik gaz sensörü kullanan gaz dedektörleri 6 ayda bir kalibre edilmelidir. Karf&Scoot gaz dedektörleri tam kalibre edilmiş şekilde teslim edilir ve ürünün normal kullanım ömründe ihtiyaç duyduğu kalibrasyon işlemini yapmak için teknik destek almak mümkündür.

 

5 – Katalitik Sensörlerin Kullanım Alanları

Katalitik gaz sensörleri yanıcı-patlayıcı gazların tespitinde kullanılmaktadır. Hidrokarbon grubu gazların tespitinde endüstriyel ve ev kullanımı için üretilen dedektörler vasıtasıyla kullanılabilmektedir. Karf&Scoot markamız altında geliştirdiğimiz GD4R (ev tipi) ve GD2G Katalitik (endüstriyel tip) serisi gaz algılama ekipmanlarımızda katalitik sensörler etkin bir şekilde kullanılmaktadır.

Karf&Scoot GD2G Katalitik Sensörlü Gaz Dedektörlerimiz hakkında bilgi almak ve tesisinize uygun çözümler için ürün sayfasını inceleyebilir, ya da bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Kaynakça:
    • A.Grisel, P. v. (May 1993)
    • TS EN 60079-29-2 Ekim 2015

Bu Yazıyı Paylaş

İlgili Ürünler

İlgili Yazılar