DrägerService Technisches Training Sensoren 1 Ex-Sensor 2 H 2 S-Sensor 3 O 2 -Sensor

DrägerService Technisches Training

Sensoren

1 Ex-Sensor

2 H2S-Sensor

3 O2-Sensor


O2 -Sensor

Der DrägerSensor O2 ist ein elektrochemischerAufnehmer, der nach dem Prinzip einergalvanischen Zelle arbeitet.Sauerstoffmoleküle aus dem zumessenden Gasgemisch diffundierendurch eine Membran in den flüssigenElektrolyt des Sensors und werdenan der Messelektrode elektrochemischreduziert.Gleichzeitig wird die Gegenelektrodeoxidiert. Der durch den Sensor fließendeStrom ist proportional demSauerstoffpartialdruck in dem zumessendem Gasgemisch.Der im Sensor gemessene Stromwird von einer Elektronik verstärktund auf dem Display in Vol.-% O2angezeigt.

Funktionsprinzip1 Messgas2 Membran3 Messelektrode4 Elektrolyt5 Gegenelektrode


DrägerSensor EC COzur Überwachung der Kohlenmonoxid-Konzentration in der Umgebungsluft.Meßbereich 0 bis 500 ppm COminimal 0 bis 100 ppm COmaximal 0 bis 2 000 ppm CO

DrägerSensor EC H2S 100 ppm,zur Überwachung von Schwefelwasserstoff-Konzentrationen in der Umgebungsluft.Meßbereich 0 bis 100 ppm H2Sminimal 0 bis 20 ppm H2S

DrägerSensor EC O2 LSzur Überwachung der Sauerstoff-Konzentrationin der Umgebungsluft.Meßbereich 0 bis 25 Vol.-% O2

PacSensoren


Funktionsprinzip des elektro-chemischen Sensors

1 Meßgas 5 Elektrolyt2 Staubfilter 6 Referenzelektrode3 Membran 7 Gegenelektrode4 Meßelektrode

MeßprinzipDie DrägerSensoren EC sind elektrochemische Meßwandlerzur Messung des Partialdruckes des jeweiligen Gases unteratmosphärischen Bedingungen.Die zu überwachende Luft diffundiert durch eine Membran in den flüssigen Elektrolyt des Sensors. In dem Elektrolytbefinden sich eine Meßelektrode, eine Gegenelektrodeund eine Referenzelektrode. Eine elektronische Potentiostat-schaltung sorgt dafür, daß zwischen Meßelektrode und Refe-renzelektrode stets eine konstante elektrische Spannungherrscht. Die Spannung, der Elektrolyt und das Elektroden-material sind so gewählt, daß das zu überwachende Gas ander Meßelektrode elektrochemisch umgewandelt wird.Die bei der Reaktion fließenden Elektronen e– sind ein Maß fürdie Gaskonzentration.An der Gegenelektrode findet gleichzeitig eine elektrochemischeReaktion mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft statt.


Infrarot-Sensor

DrägerSensor IR CO2

zur Überwachung der CO2 (Kohlendioxid)-Konzentration in der Umgebungsluft.

Meßbereich 0 bis 5 Vol.-%minimal 0 bis 1 Vol.-%maximal 0 bis 25 Vol.-%(von der BAM bis 5 Vol.-% CO 2 funktionsgeprüft)

kleinste Auflösung 0,01 Vol.-%der Digitalanzeige

DrägerSensor IR Ex HC

zur Überwachung von Kohlenwasserstoff-Konzentrationen in der Umgebungsluft.

Meßbereich 0 bis 100 % UEGbzw. zur Überwachung von Methan.

Meßbereich 0 bis 100 Vol.-% CH4.

kleinste Auflösung 0,1 Vol.-% bzw. 1 % UEGder Digitalanzeige


Infrarot-Sensor Funktionsprinzip

1 Strahler2 Fenster3 Küvette4 Spiegel5 Fenster6 Strahlteiler7 Interferenzfilter8 Meßdetektor9 Interferenzfilter10 Referenzdetektor


DrägerSensor CAT Ex

Steffen Kühn 10/2000

Der Sensor dient zur Überwachung von Gemischen brennbarerGase oder Dämpfe mit der Umgebungsluft.

Meßbereiche: 0 bis 100 % UEGoder 0 bis 100 Vol.-% CH4

Auflösung der Digitalanzeige:1 % UEG für den Meßbereich 0 bis 100 % UEG0,1 Vol.-% für den Meßbereich 0 bis 5 Vol.-% CH4 1 Vol.-% für den Meßbereich 5 bis 100 Vol.-% CH4

Umweltbedingungen –20 bis 55 °C700 bis 1300 hPa10 bis 95 % r.F.

Empfohlen 0 bis 30 °CLagerbedingungen 30 bis 80 % r.F.Erwartete Sensorlebensdauer >36 Monate

CatEx Sensor

DrägerService Technisches Training Steffen Kühn 10/2000

Funktionsprinzip des katalytischen Ex-Sensors

MeßprinzipDie Umgebungsluft diffundiert durch die Sintermetall-scheibe in den Sensor. Dort werden die brennbarenGase oder Dämpfe an einem aufgeheizten Detektor-element (Pellistor) katalytisch verbrannt. Der für dieVerbrennung notwendige Sauerstoff wird der Um-gebungsluft entnommen.Durch die dabei entstehendeVerbrennungswärme wird das Detektorelement erwärmt.Diese Erwärmung hat eine Widerstandsänderung des Detektorelements zur Folge. Sie ist proportional zumPartialdruck der explosiblen Gase oder Dämpfe.Im Sensor befindet sich außer dem katalytisch aktivenDetektorelement ein ebenfalls aufgeheiztes inaktivesKompensatorelement. Beide Elemente sind Teil einerWheatstoneschen Brücke. Umwelteinflüsse wieTemperatur, Luftfeuchte oder Wärmeleitung wirken aufbeide Elemente in gleichem Maße ein, wodurch dieseEinflüsse auf das Meßsignal nahezu vollständigkompensiert werden. Aus der Brückenspannung desSensors wird die Gaskonzentrationin % UEG oderVol.-% bestimmt.

1 Umgebungsluft2 Sintermetallscheibe3 Kompensatorelement4 Detektorelement

Funktionsprinzip


Wärmetönung/Wärmeleitung


UEG OEG Methan Konzentration (Vol.-%)25 50 75

Anz

eig

e ( %

UE

G)

100

75

50

25

Anz

eig

e ( V

o l.-

%)

5

50

100

Meßbereich Wärmetönung

Meßbereich Wärmeleitung

Wärmetönung-Wärmeleitung


Wärmeleitfähigkeit von einigen Gasen (Stand 02/1984)

Gas Formel Wärmeleitfähigkeit

[w/cmgrd] bei 25°CWasserstoff H2 1810Methan CH4 337Luft 260Kohlenmonoxid CO 249Ethan C2H6 212Propan C3H8 180Kohlendioxid CO2 164n-Butan C4H10 163n-Pentan C5H12 150

Nur geeignet, wenn die Gaszusammensetzung gut bekannt ist (in der Industrie relativ selten).Daher besonders gut geeignet für Bergbaueinsätze.

Wärmeleitfähigkeit


Katalysatorgifte


Irreversible Katalysatorschädigung durch

• flüchtige Schwefel-, Blei-, Quecksilberverbindungen und Silikone

• Korrosive Substanzen wie Halogene und halogenisierte Kohlenwasserstoffe

Reversible Katalysatorschädigung durch

• polymerisierende Substanzen wie Acrylnitrat, Butadien, Styrole und Vinylchlorid

Der Katalysator kann bei diesen Stoffen häufig durch Wasserstoffaufgabe regeneriert werden.

Katalysatorgifte


Kalibrieren des Gaswarngerätes

Wahl des KalibriermediumsDie Empfindlichkeit des Gaswarngerätes ist an die zu erwartende explosible Atmosphäre anzupassen.

1 Das zu überwachende Gas-Luftgemisch ist bekannt. - Kalibrierung mit Prüfgas mit einer Konzentration unterhalb der UEG

2 Das zu überwachende Dampf-Luftgemisch ist bekannt. - Kalibrierung mit definiertem Dampf-Luftgemisch und Kalibrierkammer

3 Eine bekannte Mischung aus mehreren Komponenten wird überwacht. - Kalibrierung mit der Komponente, für die das Gerät die geringste Empfindlichkeit hat.

4 Das explosible Medium ist unbekannt. - Kalibrierung mit Dampf-Luftgemisch für die das Gerät eine sehr geringe Empfindlichkeit hat.

Kalibriermedium


Gerät mit Methan kalibriert

10

90

80

70

60

50

40

30

20

100

0

% UEG

1

2

3

456

8

7

Methan

EthenWasserstoffPropanAcetonEthylenToluoln-Nonan

1,10

0,671,000,430,630,580,300,18

2,20

1,352,000,851,251,150,600,35

3,30

2,023,001,281,881,730,900,53

4,4

2,74,01,72,52,31,20,7

Vol %

Dargestellt sind Mittelwerte.Die aktuellen Wete könnenje nach Gerät um +- 30 %schwanken.

1

2345678

Gerät mit Methan kalibriert


Gerät mit Toluol kalibriert

10

90

80

70

60

50

40

30

20

100

0

% UEG 1 2 3 4 5 6

8

7

Toluol

MethanEthenWasserstoffPropanAcetonEthylenn-Nonan

0,30

1,100,671,000,430,630,580,18

0,60

2,201,352,000,851,251,150,35

0,90

3,302,023,001,281,881,730,53

1,2

4,42,74,01,72,52,30,7

Vol %7

1234568

Dargestellt sind Mittelwerte.Die aktuellen Wete könnenje nach Gerät um +- 30 %schwanken.

Gerät mit Toluol kalibriert





Batterie prüfenunmittelbar nach dem Laden der Batterie, mindestens fünf Minutenwarten, nur während des Messens:Taste drücken und halten - Displayanzeige beachten:Nach vollständiger Ladung wirdBAT– – – angezeigt.Das Gerät hat dann eine Mindestbetriebszeit von 10 Stundenim Diffusionsbetrieb bzw. 8 Stunden im Pumpenbetrieb.

Anzeige KapazitätBAT – – – = Batterie 75 bis 100 % geladenMindestbetriebszeit: im Diffusionsbetrieb 7,5 Stunden,im Pumpbetrieb 6 Stunden

BAT – – = Batterie 50 bis 75 % geladenMindestbetriebszeit: im Diffusionsbetrieb 5 Stunden,im Pumpbetrieb 4 Stunden

BAT – = Batterie 25 bis 50 % geladenMindestbetriebszeit: im Diffusionsbetrieb 2,5 Stunden,im Pumpbetrieb 2 Stunden

BAT = Batterie weniger als 25 % geladenTaste loslassen – die Meßwerte werden wieder angezeigt.














Kalibrierintervalle

In regelmäßigen Abständen, je nach Einsatz alle 1 bis 3 Monatevergleiche Merkblatt T 023 der Berufsgenossenschaft derchemischen Industrie ("Gaswarneinrichtungen für den ExplosionsschutzEinsatz und Betrieb").

Vor sicherheitstechnisch relevanten Messungen:immer Nullpunkt- und Empfindlichkeitsjustierung prüfen undgegebenenfalls korrigieren.

In kürzeren Abständen kalibrieren,wenn Katalysatorgifte vorhanden sind z. B. flüchtige Silizium-, Schwefel-oder Schwermetallverbindungen, Halogenkohlenwasserstoffe oderwenn Stoffe vorhanden sind, die polymerisieren, wie z. B. Acrylnitril,Butadien, Styrol u. a. .

Vor jeder Messung kalibrieren.

Kalibrierintervalle



EX-Sensor kalibrieren


Documents

DrägerService Technisches Training Sensoren 1 Ex-Sensor 2 H 2 S-Sensor 3 O 2 -Sensor