Um eine sichere und zuverlässige Erkennung von entzündbaren und/oder giftigen Gasen zu gewährleisten, ist die richtige Auswahl des entsprechenden Gassensors von entscheidender Bedeutung. Auf dieser Seite werden die Grundlagen, die verschiedenen Arten von Gassensoren sowie deren Verwendung beschrieben.
Es gibt ca. 200 bis 300 verschiedene Gase. Jedes Gas besitzt seine eigenen Eigenschaften. Dabei ist zu erwähnen, dass bei bestimmten Gasen auf den ersten Blick es sich nicht um gefährliche oder gar brennbare Gase handelt. Jedoch ist eine Detektion je nach Anwendung erwünscht bzw. sogar vorgeschrieben.
Als Beispiel nehmen wir das harmlose Gas Sauerstoff (chem. Formel O2). In der natürlichen Atmosphäre zu 20.9 Vol-% vorkommen ist es für den Mensch und Tier lebensnotwendig. Wird jedoch der Anteil von Sauerstoff reduziert kann es lebensbedrohlich werden. Genauso umgekehrt wenn der Anteil von Sauerstoff erhöht wird. Dabei wird bei einer erhöhten Sauerstoffkonzentration (mehr als 25 Vol-%)die Entflammbarkeit von Materialien ungünstig verändert, dies sogar bis zur Selbstentzündung. Bei verringerter Sauerstoffkonzentration kleiner 17Vol-% spricht man bereits von Sauerstoffmangel, darunter bereits die Gefahr von Bewusstlosigkeit bis zum Ersticken. Ein anfänglich harmloses Gas mit beträchtlichen Auswirkungen.
Bei toxischen, also giftigen, Gasen besteht die Gefahr von schweren Verletzungen bzw. Vergiftungen. Dabei gilt es sogenannte Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) oder die Maximale Arbeitsplatz Konzentration (MAK) nicht zu überschreiten. Der AGW-Wert besagt, dass ein Mitarbeitender keine gesundheitliche Beeinträchtigung beim Einatmen während seines Arbeitslebens zu befürchten hat, solange dieser Wert nicht höher liegt. In der Regel verfügt der Mensch über kein Sinnesorgan, welches ihn vor zu hohen Konzentrationen warnt oder gar schützt. Die Überwachung muss in diesem Fall ein Gassensor übernehmen, welcher für das entsprechende Gas geeignet ist.
Bei brennbaren Gasen verhält es sich ähnlich wie bei toxischen (giftigen) Gasen. Brennbare Gase sind in einem bestimmten Verhältnis bezogen auf die Sauerstoffkonzentration zündfähig. Auch hier besitzt der Mensch über kein Sinnesorgan, welches ihn davor warnt oder schützt. Die Überwachung muss in diesem Fall ein Gassensor übernehmen, welcher für das entsprechende Gas geeignet ist.
Generell wird zwischen 4 verschiedenen Gassensoren bzw. dessen Detektionsprinzip unterschieden.
Elektrochemisch
Bei der elektrochemischen Messung eines Gassensors werden toxische (giftige) Gase und/oder Dämpfe sowie die Sauerstoffkonzentration (Mangel oder Überschuss) detektiert. Diese Gassensoren zeichnen sich weiterhin durch folgende Merkmale aus:
- Gassensor besitzt eine grosse Empfindlichkeit
- Gassensor besitzt eine sehr hohe Selektivität
- Gassensor hat eine kurze Lebensdauer (meist nur maximal 2 Jahre)
- Gassensor ist kaum vergiftungsanfällig
Katalytisch / Wärmetönung / Pellistor
Wärmetönungsprinzip; auch katalytisches Prinzip genannt. Der Gassensor beinhaltet eine Messzelle, welche Pellistor genannt wird. Der Gassensor mit dem Pellistor wird nur für die Detektion von brennbaren Gasen und Dämpfen eingesetzt. Diese Gassensoren zeichnen sich weiterhin durch folgende Merkmale aus:
- Gassensor ist sehr kostengünstig
- Gassensor hat eine hohe Lebensdauer (meist bis zu 5 Jahren)
- Gassensor ist vergiftungsanfällig, z. B. durch Silikonverbindungen
Halbleiter
Gassensoren, welche nach dem Halbleiter-Prinzip arbeiten, werden für die Detektion von brennbaren sowie von toxischen (giftigen) Gasen und Dämpfen eingesetzt. Diese Gassensoren zeichnen sich weiterhin durch folgende Merkmale aus:
- Gassensor ist sehr kostengünstig
- Gassensor besitzt eine hohe Querempfindlichkeit gegenüber anderen Gasen
- Gassensor hat eine hohe Lebensdauer (meist ca. 3 Jahre)
Infrarot
Gassensoren, welche nach dem Infrarot-Prinzip arbeiten, werden für die Detektion von brennbaren Gasen und Dämpfen eingesetzt. Zu den grössten Vorteilen bei diesen Gassensoren gehören die sehr hohe Selektivität und die sehr lange Lebensdauer. Selektivität bedeutet, dass ein Gassensor, welcher z. B. für ein bestimmtes Gas ausgelegt ist, auch nur dieses detektiert und unempfindlich gegenüber anderen Gasen ist. Diese Gassensoren zeichnen sich weiterhin durch folgende Merkmale aus:
- Gassensor ist nicht vergiftungsanfällig
- Gassensor ist fehlersicher
- Gassensor benötigt keine Sauerstoff-Atmosphäre
