Датчик утечки газа. Виды и работа. Установка и устройство. Применение

Датчик утечки газа. Виды и работа. Установка и устройство. Применение

В настоящее время все еще не редкостью являются взрывы и пожары, возникающие от утечки и распространения горючих газов. Чтобы предотвратить подобные случаи, разработан особый чувствительный элемент – датчик утечки газа. Он определяет увеличение концентрации газа в воздушном пространстве, быстро обнаруживает утечку и подает об этом сигнал человеку, а также может отправить информацию о неисправности в аварийную службу, что позволяет быстро эвакуировать жильцов.

Датчик утечки газа

Некоторые исполнения таких устройств снабжаются специальным механизмом, который дает возможность быстро закрыть подачу газа в помещение с помощью запорной арматуры. Наиболее простые датчики диагностируют концентрацию одного или нескольких видов газа, и при превышении ее предельной границы подают сигнал. Они обычно изготавливаются в виде компактных мобильных устройств, которые можно смонтировать в любом удобном месте. Но применяются они только для частного использования и личной безопасности в бытовых условиях.

Распространены также и промышленные образцы таких датчиков, служащих для их применения на складах, в производственных цехах и других промышленных объектах.

Общее устройство и принцип работы

Действие сигнализатора утечки газа заключается в использовании датчиков разных видов: электромеханических, оптических, термомеханических и других датчиков, реагирующих на разные группы газов.

Датчик утечки газа состоит из следующих основных элементов:
  • Первичные преобразователь – датчик, воспринимающий и определяющий величину концентрации газа в воздушном пространстве.
  • Модуль измерения – устройство, принимающее данные от первичного преобразователя, и производящее их сравнение с допустимой величиной.
  • Исполнительный механизм – электромагнитный клапан, перекрывающий подачу газа.
  • Источник питания – источник электрического тока в виде аккумулятора, гальванического элемента или сетевого блока питания.
  • Корпус устройства.
Функции датчиков утечки:
  • Звуковая и световая сигнализация.
  • Перекрытие поступления газа с помощью электромагнитной запорной арматуры.
  • Запуск вытяжной системы вентиляции.
  • Подача аварийного сигнала на диспетчерский или пожарный пульт.

При повышении концентрации газа в воздухе чувствительный элемент датчика изменяет свои характеристики, в зависимости от его вида, например: электрическое сопротивление. При достижении допустимого предела плотности в воздухе сопротивление датчика изменяется до заданного значения, что является причиной подачи аварийного сигнала.

Классификация

Датчики утечки газа делятся на несколько основных видов по определенным признакам, которые рассмотрим более подробно.

По типу обнаруживаемого газа:
  • Природного газа (пропан, метан, бутан).
  • Углекислого.
  • Угарного.

Одного универсального датчика, который бы мог выявить утечки разных видов газов, на сегодняшний день не существует. Например, некоторые газы скапливаются вверху под потолком помещения, так как они легче воздуха, а другие опускаются к полу, так как их вес больше, чем у воздуха.

Поэтому, для обнаружения газа в первом случае датчик утечки газа следует устанавливать вверху помещения, а во втором случае – как можно ниже. Эти условия не подходят для угарного газа, так как он способен заполнить все помещение с одинаковой плотностью.

По способу определения концентрации газа:
  • С чувствительным элементом на основе полупроводника. Включает в себя кремниевую пластину, которая покрыта окисью металла тонким слоем. При воздействии газа на поверхность этой пластины пленка окиси металла поглощает его, что способствует изменению внутреннего сопротивления пленки, в зависимости от величины концентрации. Такие датчики широко используются в бытовых условиях, так как имеют простое устройство и невысокую стоимость. Для применения в промышленности они не подходят, так как точность их невысока, а также низкая скорость реакции, долгий период восстановления после сработки, необходим постоянный контроль их исправности.
  • Основа работы каталитических датчиков заключается в принципе сгорания газа и превращения его в углекислый газ и воду при прохождении воздуха с высокой концентрацией газа через чувствительный элемент. Каталитический датчик состоит из чувствительного элемента маленького размера, который называют «сигистором», «пеллистором» или шариком. Он представляют собой катушку с обмоткой, изготовленной из платиновой проволоки. На нее вначале нанесена подложка из оксида алюминия, а внешняя оболочка из родиевого катализатора.

    Принцип работы состоит в том, что при проникновении высококонцентрированного газом воздуха в катализатор, он воспламеняется и нагревает шарик, что приводит к изменению сопротивления платиновой обмотки. Сопротивление изменяется в зависимости от размера концентрации газа. Каталитические датчики используются на объектах промышленности.

Datchik utechki gaza kataliticheskii

  • Инфракрасные. Полосы пропускания света многих газов расположены в инфракрасном диапазоне спектра, поэтому принцип поглощения в этой области уже длительное время применяется в лабораторных средствах диагностики. Такой датчик утечки газа является компактным маломощным оборудованием, применяемым для промышленных анализаторов газа. Эти устройства имеют свои достоинства по сравнению с предыдущими. Они характерны высоким быстродействием, небольшими эксплуатационными расходами и простым контролем с помощью функции самодиагностики, которую имеют современные устройства с микропроцессорным управлением.
    Принцип действия инфракрасного датчика заключается в том, что две длины волны поглощаются в инфракрасном диапазоне. Одна из волн считается эталонной, а другая исследуемой. Два источника света с пульсирующими лучами испускают свет, проходящий через две разные среды, и возвращается обратно. Далее, детектор производит сравнение сил двух лучей, и с помощью вычитания рассчитывает концентрацию газа.

По принципу работы:

  • Проводные. Для работы этих датчиков необходимо наличие электрической сети на 220 вольт. Достоинством является низкая стоимость и простое обслуживание. К недостаткам можно отнести большой расход электрической энергии при эксплуатации, а также зависимость от стабильной подачи электроэнергии. Существует мнение, что такие датчики опасны, так как при возрастании концентрации газа во внешней среде может произойти взрыв. Это является ошибочным утверждением, так как конструкция разработана с учетом всех особенностей.

Datchik utechki gaza provodnoi

  • Беспроводные. Работают от аккумуляторов, что дает возможность применять их в любых местах и условиях. Недостатками беспроводных моделей является их повышенная стоимость, а также большой расход электроэнергии. Поэтому они не используются на складах и промышленных объектах.
DUG besprovodnoi
Датчик утечки газа с клапаном

Большую популярность получили анализаторы газа с клапаном или запорной арматурой. Во время срабатывания датчика электрическая цепь замыкается, в результате подается сигнал на закрытие клапана подачи газа.

DUG s klapanom

Такой датчик утечки газа ставят чаще всего перед бойлером, газовой колонкой, фильтрами и другим газовым оборудованием. Установка клапанных датчиков требует участия квалифицированного специалиста, который правильно выполнит врезание запорной арматуры в газовую магистраль, и проконтролирует функционирование всех элементов этой системы.

Преимуществом такого датчика является то, что запорная арматура практически не подлежит износу, а также нет необходимости в подведении электрической сети. Клапан возвращается в исходное положение вручную.

Анализатор газа с модулем GSM информирования

Современные конструкции датчиков, выявляющих утечку газа, могут дополнительно снабжаться специальным беспроводным модулем связи, позволяющим применять их совместно с GSM сигнализацией. После сработки чувствительного элемента, подается аварийный сигнал на мобильный телефон хозяина дома. Таким способом можно самостоятельно оперативно предотвратить утечку газа.

DUG s modulem GSM

Кроме выявления утечки газа, GSM модуль может использоваться с другими компонентами системы безопасности, и позволяет подключать другие датчики – пожарные оповещатели, закрытия и открытия ворот и многие другие устройства.

Особенности установки

В зависимости от вида определяемого газа, датчики имеют свои особенности по размещению их в помещении. Например: для выявления повышенной концентрации пропана или угарного газа, целесообразно устанавливать датчики в нижней части на стенах на удалении 30 см от поверхности пола. Эти газы являются более тяжелыми, по сравнению с воздухом, и оседают вниз.

Датчик утечки газа природного происхождения монтируется вверху в 30 см от потолка, так как его вес меньше воздуха, и он скапливается в верхней части помещения.

Datchik utechki gaza osobennosti ustanovki

Кроме этого необходимо учитывать и другие правила установки:

  • Устанавливать анализаторы газа следует вблизи газовых плит, баллона и другого газового оборудования.
  • Нельзя устанавливать газовые анализаторы в тех помещениях, в которых применяются различные аэрозоли и аммиак.
  • Запрещается монтировать датчики обнаружения газа возле окон, дверей, систем вентиляции, где циркуляция воздуха больше предельно допустимой величины.
  • Нельзя устанавливать газоанализаторы в закрытом пространстве, в котором нет циркуляции воздуха.
  • Запрещается установка непосредственно на газовых устройствах.
Обслуживание

Чаще всего приобретенный потребителем датчик утечки газа уже откалиброван, и нет необходимости в каких-либо регулировочных работах при монтаже. Но после запуска его в работу за ним необходимо постоянно следить.

Рекомендуется один раз в месяц производить очистку места его установки пылесосом от пыли, а также протирать влажной салфеткой. При очистке следует соблюдать осторожность, чтобы не нанести повреждений чувствительного элемента.

Требуется периодически контролировать эффективное действие чувствительных элементов. Чтобы сделать такую проверку, можно воспользоваться обычной газовой зажигалкой. Для этого, не зажигая ее, нужно подать газ и поднести к чувствительному элементу на несколько секунд. Исправный датчик утечки газа должен отреагировать на высокую концентрацию, и подать аварийный сигнал.

После этого следует убедиться, что тревожная сирена хорошо слышна в других комнатах дома, либо на улице. После того, как концентрация газа уменьшится, датчик должен самостоятельно возвратиться в исходное положение обычной работы.

При проведении проверки датчиков утечки газа, оснащенных клапаном, после контроля их работоспособности, запорную арматуру нужно открывать вручную.

Похожие темы: