Pro měření koncentrace hořlavých a toxických plynů v náročných průmyslových prostředích, jako jsou důlní, plynárenské, ropné nebo chemické průmysly, byly vyvinuty inovativní senzory. Tyto senzory jsou nezbytné pro zajištění bezpečnosti pracovníků v oblastech, kde hrozí únik nebezpečných plynů a přímé nebezpečí výbuchu při práci.
Přehled senzorů plynů od společnosti SGX Sensortech, které jsme zařadili do sortimentu našich produktů, připravil Miroslav Piskor, produktový specialista SOS electronic.

SGX Sensortech – výrobce senzorů plynů z Neuchatelu ve Švýcarsku

Firma SGX Sensortech byla původně založena v květnu 2012 a tvořily ji společnosti, které byly dříve známé jako: e2v průmyslové senzory plynů se sídlem v Chelmsfordu a e2v mikrosenzory a MiCS mikrosenzory se sídlem v Neuchatelu. Od října 2016 je SGX součástí divize Amphenol Advanced Sensors.

Společnost se specializuje na:

• elektrochemické senzory
• katalytické senzory – pelistory
• NDIR senzory
• senzory tepelné vodivosti
• polovodičové senzory
• senzory pro detekci úniku vodíku a tepelné exploze akumulátoru

Technologie a produkty firmy SGX Sensortech

Elektrochemické senzory

Přítomnost cílového plynu vyvolává chemickou reakci mezi plynem a kyslíkem obsaženým v senzoru. Tato reakce vytváří malý proud úměrný koncentraci přítomného plynu.

SGX nabízí řadu snímačů SGX-4, EC4 a PS4 pro přenosné systémy a sérii SGX-7 pro pevné aplikace.

Aplikace

• bezpečnostní aplikace (toxické plyny) pro přenosná a pevná zařízení

• hornictví
• parkoviště a podzemní prostory
• zdravotnictví
• zpracování ropy a zemního plynu
• řízení procesů
• chov zvířat a zemědělství
• skladování potravin
• pěstování plodin

Katalytické senzory – pelistory

Pelistory jsou senzory plynů, které detekují hořlavé plyny a výpary ve vzduchu (nebo v atmosféře obsahující kyslík) v koncentracích až do dolní hranice výbušnosti nebo LEL. Detekční prvek tvoří malá keramická „peleta“ s katalyzátorem, které obklopují cívku z platinového drátu (rezistor), proto je pojem „pelistor“ kombinací slov „peleta“ a „rezistor“.

Katalytický senzor obsahuje snímací prvek – detektor – a kompenzační prvek – kompenzátor. Proud procházející platinovým drátem detektoru zahřívá katalytický materiál přibližně na 500 °C. Při této teplotě může katalytický materiál spalovat cílový plyn, což vede ke zvýšení teploty a zvýšení odporu platinového drátu. Aby se kompenzovaly vlivy prostředí, jako je teplota a tlak, je detektor při výrobě spárován s kompenzátorem, který nemá katalytickou vrstvu. Detektor a kompenzátor jsou typicky společně s rezistory zapojeny do Wheatstonova můstku. Výstupní signál je úměrný koncentraci plynu.

SGX nabízí katalytické senzory jako:

• páry pelistorů
• páry pelistorů v ATEX/IECEx certifikovaných pouzdrech VQ500 a MP7217/7227 pro přenosná zařízení
• páry pelistorů v ATEX/IECEx certifikovaných pouzdrech VQ600 ATEX/IECEx pro fixní zařízení

NDIR senzory

NDIR senzor (nondispersive infrared) pracuje na základě toho, že molekuly cílového plynu absorbují infračervené záření určitých vlnových délek. Čím vyšší je koncentrace plynu, tím víc záření plyn absorbuje. Například pásmo 4,2 až 4,3 μm má maximální absorpci při CO₂ a minimální absorpci u ostatních plynů ve vzduchu, metan má silný absorpční vrchol při 3,23 μm.

Všechny snímače SGX NDIR kromě IR31SE používají dvoukanálovou konfiguraci s aktivním a referenčním kanálem. Signál z referenčního kanálu se využívá ke kompenzaci změn intenzity záření IR lampy v průběhu času nebo se změnami v odrazivosti optické dutiny a propustnosti infračervených filtrů před detektory.

SGX Sensortech poskytuje širokou řadu NDIR senzorů s analogovým výstupem:

• pro jeden plyn /  jeden kanál, necertifikovaný: IR31SE
• pro jeden plyn / dvoukanálový, necertifikovaný: série IR3 kromě IR31SE
• pro jeden plyn / dvoukanálový, certifikace ATEX/IECEx: séria IR1 (1, 2)
• pro jeden plyn / dvoukanálový, certifikace ATEX/IECEx, důlní aplikace: séria IR2 (1, 2)
• pro dva plyny / tříkanálový, certifikace ATEX/IECEx: série  IR15T
• pro dva plyny / tříkanálový, certifikace ATEX/IECEx, důlní aplikace: série IR25T
• senzorové hlavice – pro jeden plyn / dvoukanálový, certifikace ATEX/IECEx: série IR600
• pro jeden plyn / dvoukanálový, certifikace ATEX/IECEx s UART a analogovým výstupem: série INIR a INIR2

Senzory tepelné vodivosti

Senzory tepelné vodivosti jsou vhodné pro měření koncentrace plynů, které mají tepelnou vodivost výrazně odlišnou od referenčního plynu, obvykle vzduchu. Jsou to například: vodík, helium a metan.

Senzor tvoří dva shodné snímací prvky podobné kompenzátorům používaným v katalytických senzorech. Detekční prvek je umístěn tak, aby umožnil expozici cílového plynu. Referenční prvek je umístěn v utěsněném pouzdře obsahujícím vzduch a není vystaven cílovému plynu. Když je senzor vystaven cílovému plynu, mění se tepelná vodivost atmosféry kolem detekčního prvku, což vede k větší nebo menší ztrátě tepla, což má za následek pokles nebo zvýšení teploty detekčního prvku a tím i jeho odpor.

Senzory tepelné vodivosti nejsou selektivní, proto jsou vhodné pouze pro aplikace, ve kterých je znám cílový plyn.