Датчик утечки газа для дома. Что с датчиком газа.

Датчик для пропана и других газов тяжелее воздуха размещают на высоте 0,3-1 м над землей. Для комбинированных устройств, измеряющих концентрацию метана и угарного газа, подходит высота 0,3-0,5 м от потолка.

Датчик утечки газа с клапаном отсекателем: устройство, классификация + как правильно выбрать и установить

Даже самое внимательное и осторожное обращение с газом может привести к несчастному случаю. Утечка — это серьезная проблема, и важно знать о ней до того, как концентрация газа в помещении достигнет критического уровня.

Хороший детектор утечки газа с запорным клапаном — это практически незаменимое устройство, которое может предотвратить трагедию. Такое устройство не только сигнализирует об аварийной ситуации, но и предотвращает ее развитие, перекрывая подачу топлива. После его установки любой домовладелец будет чувствовать себя более безопасно и спокойно.

В этом материале мы рассмотрим устройство датчика запорного клапана, объясним его конструкцию и принцип работы, а также дадим практические советы по его выбору и установке.

Особенности и виды бытовых датчиков газа

По сути, датчик утечки газа представляет собой небольшое, иногда мобильное устройство, реагирующее на изменение состава воздуха в помещении. Специальное запорное устройство (клапан), дополняющее прибор, позволяет вовремя перекрыть подачу газа при обнаружении в воздухе избыточного количества газа.

Детектор утечки газа, оснащенный запорным клапаном, может оповестить своих владельцев об утечке с помощью звукового или визуального сигнала. Некоторые модели могут быть интегрированы в систему «умный дом».

Газоанализаторы, интегрированные в систему «умный дом», могут оповестить владельца об утечке путем отправки сообщения. Кроме того, установив специальное приложение на смартфон, можно отслеживать состояние воздуха в режиме реального времени.

Наличие запорного устройства делает газоанализатор чрезвычайно автономным: датчик отключает подачу газа без вмешательства человека, что особенно удобно, когда хозяев нет дома. Кроме того, современные устройства могут активировать принудительную вентиляцию помещений и передавать сигнал об аварийной ситуации в соответствующие органы.

Само устройство состоит из наиболее важных функциональных блоков.

• первичный преобразователь — датчик, который улавливает газ в окружающем воздухе и фиксирует его концентрацию;
• измерительный модуль — считывает информацию с первичного преобразователя и сравнивает ее с допустимыми номинальными величинами;
• исполнительный узел — клапан, который непосредственно останавливает подачу голубого топлива;
• элемент питания — сетевой блок, аккумулятор или гальванический элемент.

Датчик может реагировать на различные виды газов, поэтому детекторы можно классифицировать по типу поглощаемого топлива.

Устройства могут быть следующих типов:

• анализаторы содержания природного газа;
• детекторы углекислого газа;
• датчики по выявлению угарного газа;
• комбинированные устройства, реагирующие на разные газы.

Последний тип более популярен, так как позволяет полностью контролировать безопасность состава воздуха.

Комбинированные газовые детекторы обычно определяют наличие в воздухе метана и угарного газа и сигнализируют о превышении концентрации этих веществ.

Кроме того, современные устройства подразделяются в зависимости от способа определения концентрации газа:

1. Каталитические газоанализаторы (или термокаталитические) — у них поверхность чувствительного элемента покрыта слоем катализатора (диоксидом олова, платины, палладия). Газ, концентрация которого повышается при утечке, окисляется кислородом воздуха, что вызывает нагрев. Что, в свою очередь, является сигналом для срабатывания датчика.
2. Полупроводниковые детекторы срабатывают при резком понижении сопротивления чувствительного элемента, выполненного на основе оксида олова. Сопротивление снижается при повышении концентрации СО, который доокисляется. Для обеспечения быстродействия сенсора в его конструкции предусмотрен нагреватель — резистивный слой из инертных материалов.
3. Электрохимические датчики с твердотельным или жидким электролитом — у первых используется твердый электролит связке с нагревателем, а у вторых в качестве чувствительного элемента выступает кислотный или щелочной раствор.
4. Инфракрасные датчики устанавливают текущую концентрацию топлива, анализируя среду, которая находится в пределах инфракрасного спектра.

Особенности

Датчик утечки газа представляет собой небольшое устройство, состоящее из корпуса, внутри которого находятся газоанализаторы. Последние представляют собой высокочувствительные компоненты, которые определяют концентрацию газа в воздухе и издают громкий акустический сигнал при ее превышении. Широкий ассортимент включает как простые модели для помещений, способные обнаружить природный газ, пропан и продукты их сгорания, а также угарный газ, так и мощные многофункциональные устройства для установки в производственных помещениях, складах и промышленных цехах.

Профессиональные газовые детекторы часто оснащены регистратором данных и функцией самодиагностики и могут работать с различными типами газа.

Основные функции газовых детекторов заключаются в идентификации вещества, определении концентрации в воздухе и подаче сигнала тревоги в случае превышения предельно допустимого уровня. Многие модели имеют световую сигнализацию в дополнение к звуковой, поэтому прибор можно использовать и в домах, где есть слабослышащие или пожилые люди. Кроме того, большинство современных моделей оснащены электромагнитным запорным клапаном, который немедленно перекрывает подачу газа при малейшей утечке, а некоторые имеют возможность запуска принудительной вентиляции.

Промышленные модели, используемые в производственных помещениях, подключаются к защитному шкафу, который немедленно подает сигнал тревоги в случае повышения концентрации газа.

Принцип работы

Принцип работы течеискателя довольно прост и основан на физических законах конвекции. Воздух поднимается и проходит через анализаторы. Они, в свою очередь, быстро обнаруживают газовое загрязнение и подают звуковой и визуальный сигнал тревоги, если концентрация поднимается выше допустимого предела. Интересным фактом является то, что в прошлом канарейки использовались для обнаружения метана в угольных шахтах.

Пока концентрация газа была в пределах нормы, птица радостно пела, но при превышении нормы она закрывала рот и умирала. Затем канарейку заменили химическими анализаторами, которые представляют собой полоски ткани или бумаги, пропитанные специальным составом. При малейшем превышении концентрации газа они меняют цвет и сигнализируют об опасном состоянии.

Современные датчики больше не нуждаются в настройке и выпускаются в готовом виде. При обнаружении утечки многие из них могут отправить текстовое сообщение владельцу дома или оповестить его через Интернет. Простые бытовые модели необходимо перезапускать после устранения тревоги, в то время как промышленные модели непрерывного действия продолжают записывать и анализировать сигнал тревоги сразу после его срабатывания.

Устройство сигнализаторов утечки

Конструкция одинакова для всех типов течеискателей. Компоненты следующие.

• Собственно сам чувствительный элемент, который реагирует на изменение концентрации газа. Невозможно создать универсальный датчик, работающий в атмосфере различных газов. Поэтому чувствительный элемент подбирается индивидуально. Отсюда происходит большое многообразие по способу определения концентрации газа, где используются законы из различных областей физики — оптики, электромеханики, теплофизики и других.
• Устройство измерения анализирует данные зафиксированные чувствительным элементом. Обычно они сравниваются с эталонным значением, которое находится в настройках измерительного устройства.
• Исполнительный механизм, который преобразует результаты контроля в конкретные действия: дает команду на перекрытие электромагнитным клапаном подачи газа, включает вытяжную вентиляцию, осуществляет подачу звуковой или световой тревожной сигнализации. В условиях промышленных или офисных объектов сигнализатор может входить в единый комплекс охранно-пожарной сигнализации, где его тревожный сигнал поступает на центральный пункт управления.
• Для обеспечения функционирования необходим источник энергии. Это могут быть аккумуляторные батарейки определенной мощности или блок питания, работающий от электрической сети.
• Все составляющие элементы находятся в защитном корпусе, который имеет дизайнерскую форму, чтобы он мог вписаться, например, в интерьер кухни с газовой плитой.

Некоторые виды чувствительных элементов

Наиболее распространенные датчики основаны на полупроводниках и каталитических устройствах, а газ обнаруживается с помощью инфракрасных лучей.

• Чувствительный элемент выполнен в виде полупроводника определенного вида. Принцип действия заложен на изменении сопротивления при адсорбции молекул определенного газа на поверхности. Обычно полупроводник — это монокристаллическая структура из окислов кремния, олова, индия и некоторых других металлов. Часть контролируемых газов, адсорбируясь на поверхностный слой, уменьшают его сопротивление, другая — увеличивает.Конструкция таких датчиков отличается простой, они недорогие и широко используются в бытовых условиях. В промышленности не нашли применения из-за невысокой точности и долгого восстановления после выполнения своей функции. Более быстрое возвращение в рабочее состояние возможно при нагреве до температуры десорбции отработанного газа. Недостаткам также является невозможность контроля за двумя или более газовыми субстанциями, так как полупроводниковые приборы не отличаются хорошей селективностью к разным газам.
• Принцип действия каталитических датчиков основан на регистрации количества тепла, выделяемого при сгорании газа определенной концентрации. Он вступает в каталитическую реакцию с выделением тепла при соприкосновении с поверхностью датчика. В зависимости от его количества происходит больший или меньший нагрев элемента из чистой платины. Изменение сопротивления платины пропорционально изменению температуры, что позволяет косвенно контролировать концентрацию.Отсутствие недостатков присущих полупроводниковым приборам сделало каталитические датчики основными в использовании на промышленных объектах.
• Принцип работы инфракрасных сигнализаторов основан на разнице возможностей газов поглощать инфракрасное излучение. Поэтому вид газа и его концентрация могут быть определены через построения кривой поглощения данного типа излучения и дальнейшего ее анализа. Этот метод обладает отличной избирательностью, другие газы практически не оказывают влияние на точность процесса измерения.Инфракрасный детектор настраивается на определенную интенсивность излучения газа с эталонной концентрацией. При прохождении через датчик исследуемой волны фиксируется разница в параметрах излучения, тем самым определяется концентрация.

Рекомендации по установке

Свойство газов скапливаться под потолком или оседать ближе к полу, в зависимости от их плотности по отношению к воздуху, влияет на расположение датчиков утечки. Это самый важный фактор, который необходимо учитывать при установке. Необходимо, чтобы устройство было размещено в местах, где газы имеют тенденцию скапливаться. Природный газ имеет тенденцию подниматься вверх при утечке, в то время как пропан-бутановая смесь имеет тенденцию опускаться в нижнюю часть помещения. Поэтому детекторы метана следует размещать у потолка, в то время как высокие концентрации пропана будут эффективно обнаружены детекторами, размещенными у поверхности пола.

Помимо выбора места расположения, необходимо соблюдать и другие важные правила.

• Сигнализаторы газа не следует монтировать рядом с газовым оборудованием. Открытый огонь газовой плиты будет искажать показания датчика.
• Датчик не следует устанавливать в помещениях, в которых загазованность может создаваться применением различных бытовых аэрозолей и других быстро испаряющихся жидкостей типа нашатырного спирта.
• Результаты показаний сигнализатора газа будут далеки от реальных при размещении его рядом с устройствами, создающими циркуляцию воздуха: окнами, дверьми, системами вентиляции и кондиционирования, другими подобными.
• В местах установки датчиков должен быть обеспечен нормальный воздухообмен, поэтому установка в закрытом пространстве не позволит правильно оценить концентрацию исследуемого газа.
• Непосредственно на газовом оборудовании приборы контроля утечки газа размещать недопустимо.

Несоблюдение вышеуказанных рекомендаций может привести в негодность даже самые совершенные детекторы газа.

Установка датчика — опционально или обязательно?

Как показывает практика, утечка газа может стать причиной серьезных трагедий с гибелью людей и крупным материальным ущербом. Более того, среди пострадавших в многоквартирных домах есть и люди, чья система газоснабжения находилась в нормальном состоянии. Государственные органы не могли оставаться безучастными и выступили с законодательными инициативами, в том числе по предотвращению критических ситуаций с помощью технических средств.

Однако до сих пор жилищный кодекс не предписывает установку системы контроля утечки газа, включающей специальные сигнализации. В только что построенных многоквартирных домах эти меры потребовали бы несоизмеримо больших финансовых затрат. Единственным ограничением является то, что при проектировании систем газопотребления во вновь строящихся многоквартирных домах помещения, оборудованные датчиками утечки газа, должны быть включены в документацию.

Виды датчиков утечки газа

Детекторы утечки различаются в зависимости от типа газа, который они обнаруживают:

• природный газ (пропан, метан, бутан);
• углекислый газ;
• угарный газ.

Детекторы утечки также различают по типу концентрации газа:

• датчик утечки газа с чувствительным элементом на основе полупроводника. В конструкцию такого сигнализатора входит кремниевая пластина, покрытая тонким слоем (пленкой) окиси металла. Когда газ добирается до этой пластины, окись металла начинает поглощать его. Под воздействием поступающего газа изменяется внутреннее сопротивление пленки окиси металла, и датчик срабатывает. Подходит для использования в быту;
• каталитические датчики имеют чувствительный элемент (сигистор), внешне похожий на шарик. Этот «шарик» представляет собой катушку с обмоткой из платиновой проволоки, сверху покрытой родиевым катализатором. Когда газ попадает на катализатор, он воспламеняется, и «шарик» нагревается, при этом платиновая обмотка изменяет сопротивление и датчик срабатывает. Устройства такого типа подходят для контроля утечки газа на промышленных объектах;
• в инфракрасных датчиках утечки газа принцип работы заключается во взаимодействии двух волн. Эти волны проходят через воздушную среду и возвращаются обратно, после чего сравниваются между собой. Таким способом и вычисляется концентрация газа.

По принципу действия детекторы утечки газа делятся на:

• проводные (от электрической сети 220 Вт);
• беспроводные (от аккумуляторных батареек).

Беспроводные детекторы утечки газа более дорогие и энергоемкие, чем их «подключенные» аналоги. Однако у них есть неоспоримое преимущество — они работают и в случае отключения электроэнергии.

Обычные модели детекторов утечки газа работают от сети, но также имеют встроенный аккумулятор, который активируется в чрезвычайных ситуациях (в случае отключения электроэнергии).

Детекторы утечки газа также различаются, например, по наличию дополнительных функций:

• анализатор газа с запорным клапаном. Когда срабатывает сигнал, электрическая цепь замыкается и подает команду на закрытие клапана подачи газа;
• запуск вытяжной системы вентиляции. Например, при повышении концентрации газа датчик запускает вытяжку, чтобы удалить нежелательные примеси из воздуха;
• датчик с модулем GSM-связи. Когда датчик с функцией информирования срабатывает, на смартфон хозяина дома приходит уведомление об утечке газа. К такому датчику можно привязать другие компоненты системы безопасности, например пожарные оповещатели, закрытие и открытие окон, дверей и ворот.

Принцип работы датчика утечки газа

Принцип работы детекторов утечки газа одинаков независимо от типа устройства.

Каждый детектор имеет:

• преобразователь — определяет уровень концентрации газа в воздушном пространстве помещения;
• измерительный модуль — принимает данные от преобразователя и сравнивает их с допустимой (заданной) величиной концентрации;
• исполнительный механизм — отвечает за включение оповестительного сигнала и активирует дополнительные функции;
• источник питания (сетевой блок питания или аккумуляторные батарейки);
• корпус.

Установка и эксплуатация датчиков утечки газа

Поскольку одни группы газов располагаются под потолком (так как они легче воздуха), а другие (с большим весом по сравнению с воздухом) — низко к земле, универсального детектора утечки газа пока не изобретено.

Поэтому каждый тип имеет свою специфическую конфигурацию. Единственным исключением является детектор утечки угарного газа, поскольку он может заполнить все пространство с одинаковой плотностью.

Кроме того, есть и другие моменты, которые необходимо учитывать при установке:

• установка датчика необходима непосредственно вблизи газового оборудования, но не на нем;
• не стоит монтировать датчик возле окон, дверей и систем вентиляции, так как циркуляция воздуха будет мешать датчику контролировать уровень концентрации газа;
• раз месяц очищайте прибор от пыли влажной салфеткой.

Установка устройства обычно не требует больших трудозатрат. Датчик нужно либо подключить к розетке, либо повесить на стену. Однако если вы хотите установить газовый датчик с дополнительными функциями, например, с возможностью закрывать клапан, вам следует обратиться к профессионалу.

Обслуживание газоанализатора

Многие датчики утечки газа калибруются при изготовлении. Однако перед установкой прибора внимательно прочитайте инструкцию, так как некоторые современные модели предусматривают ручную или автоматическую калибровку. Калибровка датчика необходима для точного срабатывания, например, если нет возможности разместить датчик близко к газовому прибору, можно повысить его чувствительность.

Так какую модель все-таки выбрать

В приведенной выше классификации были рассмотрены различные модели газоанализаторов. Некоторые из них являются функциональными, так как реагируют на утечку различных веществ. И все устройства имеют свои преимущества и недостатки.

Заключение

Среди этих моделей следует обратить внимание на газовый детектор Xiaomi Mi Honeywell. Это относительно недорогая модель, которая возглавляет список. Он идеально подходит для домов, отапливаемых газом.

Учитывая нынешнюю ситуацию, когда взрывы и пожары из-за неисправных газовых систем происходят очень часто, газовый детектор в доме просто необходим. Он поможет защитить вашу жизнь и здоровье членов вашей семьи.