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WO LIEGEN DIE GRENZEN VON INFRAROT UEG-GASSENSOREN?

In letzter Zeit wurde viel über die Vorteile von Infrarot UEG-Gassensoren für die Öl- und Gasindustrie diskutiert. Es wird sogar behauptet, dass diese Sensoren jahrelang ohne Kalibrierung funktionieren und sich gleichzeitig die Laufzeit des Geräts von einigen Stunden auf Monate verlängert, ohne dass hierfür die Akkus aufgeladen werden müssten. Im Vergleich zu der in der Branche üblicherweise verwendeten Pellistortechnologie sind die Vorteile der Infrarottechnologie unbestreitbar: sie ermöglicht die Erkennung brennbarer Gase in Umgebungen ohne Sauerstoff und die IR-Sensoren sind immun gegen herkömmliche Katalysatorgifte wie Silikon und Schwefel. Allerdings muss man auch die nicht zu leugnenden Nachteile des Sensors berücksichtigen.

Erstens sind Infrarot UEG-Gassensoren nicht in der Lage, Wasserstoff (H2) zu erkennen. Setzt man den Sensor für die Erkennung brennbarer Gase in einer Umgebung ein, in der eventuell auch H2 vorhanden ist, wäre der Benutzer völlig ungeschützt. Hersteller von Gaswarngeräten, die Infrarot UEG-Gassensoren mit ihrem geringen Stromverbrauch verwenden, begegnen diesem Argument mit dem Hinweis, dass die Wasserstoff-Querempfindlichkeit des Kohlenmonoxid (CO)-Sensors, der normalerweise ebenfalls in ihren Geräten verbaut ist, die Lösung für dieses Problem wäre. Allerdings stellt sich die Frage, seit wann es zulässig ist, die Mängel des einen Sensors zu ignorieren, nur damit dieser die Mängel eines anderen Sensors ausgleichen kann? Die H-Querempfindlichkeit des CO-Sensors ist recht häufig und liegt in einem Bereich von 20 bis 60 Prozent, kann allerdings von Sensor zu Sensor abweichen. Was passiert, wenn ein bestimmter Sensor eine deutlich niedrigere Querempfindlichkeit aufweist? Die H-Querempfindlichkeit von CO-Sensoren führt zu Fehlalarmen, die das Vertrauen des Benutzers in das Gaswarngerät schmälern. Tritt solch ein Fehlalarm öfter auf, wird der Benutzer das Gaswarngerät irgendwann ausschalten oder gar nicht mehr verwenden.

Die H-Erkennung ist allerdings nicht der einzige Nachteil bei der Verwendung eines IR-Sensors. Die Erkennungsfähigkeit des IR-Sensors wird durch die Absorptionseigenschaften des Zielgases sowie durch die Bandbreite des im Sensor verwendeten Filters beschränkt. Viele brennbare Gase können von diesen Infrarot UEG-Gassensoren mit ihrem geringen Stromverbrauch einfach nicht erkannt werden. Beispiele für nicht zu erkennende, brennbare Gase sind Azetylen, Acrylnitril, Anilin und Schwefelkohlenstoff. Auch hier räumen die Hersteller die im Hinblick auf Azetylen eingeschränkte Erkennungsfähigkeit des Sensors ein, eine häufig auftretende Gefahr bei Heißarbeiten und dem Betreten beengter Räume. Allerdings verweisen sie auf die Querempfindlichkeit des Kohlenmonoxidsensors als Lösung für dieses Problem. Das Gleiche gilt auch im Hinblick auf Wasserstoff, und das Problem verschlimmert sich sogar noch, wenn man berücksichtigt, dass der CO-Sensor vielleicht gar keine Querempfindlichkeit mit einem bestimmten brennbaren Gas aufweist, das vom IR-Sensor nicht erkannt werden kann.

WIE ERKENNT MAN AM BESTEN BRENNBARE GASE?

Ein großer Vorteil von Pellistor-Sensoren besteht darin, dass sie brennbare Gase durch Verbrennung erkennen. Daher ist ein Pellistor-Sensor in der Lage, nahezu jedes brennbare Gas zu erkennen – einfach dadurch, dass es brennbar ist. Die Reaktion des Pellistor-Sensors auf brennbare Gase ist von Natur aus linear: es besteht eine enge Korrelation in der Reaktion verschiedener Gase auf das Kalibriergas. Normalerweise gibt es weniger als zwei Kalibrierfaktoren für Pellistor-Sensoren. Die Reaktion des IR-Sensors ist nicht-linear und wird nur dann linear, wenn der Sensor auf ein bestimmtes Gas geprägt wurde. Die Kalibrierfaktoren können zwischen den Gasen auch erheblich variieren und in manchen Fällen sogar eine Anzahl von 10 übersteigen. Falls ein Gas mit einem Kalibrierfaktor von ≥10 vorhanden ist, gibt das Gerät einen Fehlalarm aus, wenn die tatsächliche Gaskonzentration nur 1 % UEG beträgt.

Im Gegensatz zu Infrarotsensoren sind Pellistor-Sensoren relativ unempfindlich gegenüber wechselnden Umweltbedingungen wie Temperatur- und Druckschwankungen, die sich wiederum erheblich auf die Leistung des Infrarotsensors auswirken können. Daher müssen Infrarot UEG-Gassensoren auf diese Umweltbedingungen geprägt werden, um eine genaue und zuverlässige Messung zu gewährleisten.

Die Vorteile der Infrarottechnologie für die Erkennung brennbarer Gase lassen sich in manchen Anwendungen nicht leugnen. Allerdings sollten Sie sicherstellen, dass sich die technischen Fähigkeiten des Sensors für Ihre Anwendung eignen, bevor Sie sich von der Pellistortechnologie verabschieden, die seit langem als bewährter Branchenstandard gilt. Sonst könnte das Risiko, dem Sie sich aussetzen, wesentlich höher sein als die Vorteile.

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Dieser Artikel erschien ursprünglich im Jahr 2017 in der Augustausgabe des BIC Magazine.