תחזוקת גלאי הגז ואורך חיי החיישנים
תחזוקה של גלאי גז ותוחלת חיי חיישנים
גלאי גז הוא כלי מכשיר לאיתור ריכוז דליפת גז, הכולל גלאי גז ניידים, גלאי גז כף יד, גלאי גז קבועים, גלאי גז מקוונים ועוד. בעיקר שימוש בחיישני גז לזיהוי סוגי הגזים הקיימים בסביבה, חיישני גז הם חיישנים המשמשים לזיהוי הרכב ותכולת הגזים.
נהוג לחשוב כי ההגדרה של חיישני גז מבוססת על סיווג מטרות גילוי, כלומר כל חיישן המשמש לזיהוי הרכב וריכוז הגז נקרא חיישן גז, בין אם מדובר בשיטות פיזיקליות או כימיות. לדוגמה, חיישנים המזהים זרימת גז אינם נחשבים חיישני גז, אך מנתחי גז מוליכות תרמית הם חיישני גז חשובים, אם כי לפעמים הם משתמשים בערך באותו עקרון זיהוי.
מִיוּן
סוג מוליכים למחצה
הוא מיוצר לפי העיקרון שהמוליכות של כמה חומרים מוליכים למחצה תחמוצת מתכת משתנה עם הרכב הגזים הסביבתיים בטמפרטורה מסוימת. לדוגמה, חיישן אלכוהול מוכן לפי העיקרון שכאשר בדיל דו חמצני נתקל בגז אלכוהול בטמפרטורות גבוהות, ההתנגדות שלו תקטן בחדות.
יתרון
חיישני גז מוליכים למחצה יכולים לשמש ביעילות לאיתור גזים רבים כגון מתאן, אתאן, פרופאן, בוטאן, אלכוהול, פורמלדהיד, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, אתילן, אצטילן, ויניל כלוריד, סטירן, חומצה אקרילית וכו'. החיישן הוא בעלות נמוכה ומתאים לצורכי גילוי גז אזרחי. חיישני הגז המוליכים למחצה הבאים מצליחים: מתאן (גז טבעי, ביוגז), אלכוהול, פחמן חד חמצני (גז עירוני), מימן גופרתי, אמוניה (כולל אמינים והידרזין). חיישנים באיכות גבוהה יכולים לענות על הצרכים של בדיקות תעשייתיות.
חִסָרוֹן
יציבות ירודה והשפעה סביבתית משמעותית; במיוחד, הסלקטיביות של כל חיישן אינה ייחודית, ולא ניתן לקבוע את פרמטרי הפלט. לכן, הוא אינו מתאים לשימוש במקומות בהם נדרש דיוק מדידה.
סוג בעירה
סוג זה של חיישן הוא שכבת זרז עמידה בטמפרטורה גבוהה שהוכנה על פני השטח של נגד פלטינה. בטמפרטורה מסוימת, גזים דליקים מזרזים בעירה על פני השטח שלו. בעירה היא פונקציה של ריכוז הגזים הדליקים כאשר טמפרטורת הנגד הפלטינה עולה וההתנגדות משתנה.
סוג בריכת מוליכות תרמית
לכל גז מוליכות תרמית ספציפית משלו. כאשר יש הבדל משמעותי במוליכות התרמית בין שני גזים או יותר, ניתן להשתמש באלמנט מוליכות תרמית כדי להבחין בין התוכן של רכיב אחד. סוג זה של חיישן נמצא בשימוש נרחב לאיתור מימן, פחמן דו חמצני ומתאן בריכוז גבוה.
לסוג זה של חיישן גז יש טווח יישום צר וגורמים מגבילים רבים.
נוסחה אלקטרוכימית
לחלק ניכר מהגזים הדליקים, הרעילים והמזיקים שלו יש פעילות אלקטרוכימית וניתן לחמצן או להפחית אותם. על ידי ניצול תגובות אלו, ניתן להבחין בהרכב הגז ולזהות את ריכוז הגז. ישנן קטגוריות משנה רבות של חיישני גז אלקטרוכימיים:
(1) העיקרון של חיישני גז מסוג תא ראשוני (הידוע גם בשם חיישני גז מסוג Gavoni, חיישני גז מסוג תאי דלק וחיישני גז מסוג תא ספונטני) דומה לזה של סוללות יבשות שבהן אנו משתמשים, אלא שאלקטרודת פחמן מנגן של הסוללה מוחלפת באלקטרודת גז. לדוגמה, בחיישן חמצן, החמצן מופחת בקתודה, ואלקטרונים זורמים דרך מד הזרם אל האנודה, שם מתכת העופרת מתחמצנת. גודל הזרם קשור ישירות לריכוז החמצן. חיישן מסוג זה יכול לזהות ביעילות חמצן, דו תחמוצת גופרית, גז כלור וכו'.
(2) חיישן גז מסוג תא אלקטרוליטי בפוטנציאל קבוע יעיל מאוד בזיהוי גזים מפחיתים. העיקרון שלו שונה מזה של חיישנים מקוריים מסוג סוללה. התגובה האלקטרוכימית שלו מתרחשת בכוח הזרם, מה שהופך אותו לחיישן אמיתי לניתוח קולומב. חיישן מסוג זה שימש בהצלחה בזיהוי גזים כגון חד תחמוצת הפחמן, מימן גופרתי, מימן, אמוניה, הידרזין וכו'. כיום זהו החיישן המרכזי לגילוי גזים רעילים ומזיקים.
(3) חיישני גז מסוג סוללת ריכוז, עם גזים פעילים מבחינה אלקטרוכימית משני צידי התא האלקטרוכימי, יווצרו באופן ספונטני כוח אלקטרו-מוטיבי בריכוז. גודל הכוח האלקטרומוטיבי קשור לריכוז הגז. דוגמאות מוצלחות של חיישנים כאלה הם חיישני חמצן עבור מכוניות וחיישני פחמן דו חמצני מסוג אלקטרוליט מוצק.
(4) חיישן גז גבול זרם הוא סוג של חיישן שמודד את ריכוז החמצן. הוא מנצל את העיקרון שהזרם המגביל בתא אלקטרוכימי קשור לריכוז הנשאים כדי להכין חיישן ריכוז חמצן (גז), המשמש לזיהוי חמצן במכוניות ולזיהוי ריכוז חמצן בפלדה מותכת.
