1. Sensori riscaldati cataliticamente (GX-SE, GX-CFC, GX-B...)

Una piastra di ossido di stagno riscaldata a poco più di 300 °C costituisce la parte superiore di un partitore di tensione. Quando le molecole di gas entrano in collisione con essa, la resistenza diminuisce e la tensione del sensore aumenta. Durante la fase di riscaldamento, la tensione del sensore fluttua significativamente, motivo per cui i dispositivi di allarme ignorano tutte le tensioni in ingresso per i primi 3-5 minuti. Durante questo periodo è richiesta anche una corrente più elevata. I dispositivi dotati di display mostrano "preriscaldamento".

2. Sensori a infrarossi NDIR (semafori CO2, GX-D...)
Un sensore a infrarossi non dispersivo rileva l'anidride carbonica (CO2) utilizzando un metodo ottico. La CO2 ha la proprietà di attenuare la luce infrarossa di una lunghezza d'onda molto specifica (~4 μm). All'interno del sensore, un LED a infrarossi attraversa un filtro in vetro e questa luce viene quindi indirizzata attraverso la camera di misura su un sensore di luminanza IR. Minore è la luce che raggiunge questo sensore, maggiore è la CO2 presente nella camera di misura, che è collegata all'aria esterna tramite una membrana resistente all'umidità. I ​​sensori a doppio fascio utilizzati da Schabus misurano inoltre l'emissione luminosa del LED IR per compensare gli errori di misurazione causati da sorgenti luminose obsolete. Un potente microcontrollore controlla il processo e fornisce in uscita una tensione del sensore corrispondente alla concentrazione di CO2, una modulazione di larghezza di impulso (GX-D250) o un UART diretto, che i vari dispositivi di allarme valutano, visualizzano e rispondono con un allarme acustico e/o la commutazione del relè.

3. Sensori elettrochimici (GX-C1pro, GX-C...)
Un sensore elettrochimico rileva il monossido di carbonio (CO) tramite una reazione chimica con acqua pura. Il sensore è costituito principalmente da un serbatoio d'acqua, collegato all'aria esterna tramite un disco di carbone attivo e un piccolo foro. La reazione del CO con H₂O produce CO₂, idrogeno e due elettroni liberi. Il numero di elettroni fornisce quindi una misura diretta della concentrazione di CO e può essere misurato amperometricamente. La corrente degli elettroni è nell'intervallo inferiore dei nanoampere, circa 1,5 nA/ppm di CO. Pertanto, un sensore di questo tipo non può essere collegato direttamente a un dispositivo di allarme; l'elettronica di misura deve invece essere posizionata molto vicino al sensore ed essere estremamente sensibile e precisa. Gli amplificatori operazionali convertono il segnale in una tensione calibrata, che viene poi elaborata tramite un convertitore analogico-digitale (ADC) in un microcontrollore a 32 bit. Elektrotechnik Schabus ha fatto testare il successo di questo elaborato sviluppo della cella di misura da TÜV Süd secondo la norma DIN 50291; il sistema è stato certificato per stabilità e precisione e tutti i dispositivi di allarme CO offerti utilizzano questa cella di misura con il sensore elettrochimico.

Cominciamo con il gas di città, che non esiste più in quella forma. Veniva prodotto dalla gassificazione del carbone e conteneva una percentuale relativamente elevata di monossido di carbonio tossico (vedi pagina 74). Il gas di città è stato disponibile fino alla fine degli anni '70 circa e a Berlino Ovest fino alla metà degli anni '90. È stato gradualmente sostituito dal gas naturale, meno tossico. Ciò ha richiesto modifiche agli impianti di combustione, incluso l'uso di guarnizioni e valvole diverse. Il nome "gas di città" è ancora comunemente usato, motivo per cui continuiamo a chiamare il nostro sensore per gas infiammabili sensore di gas di città e gas naturale (SE). Il gas naturale, il gas che i nostri servizi comunali e i nostri fornitori di gas forniscono oggi per il riscaldamento, l'acqua calda e la cucina, è un gas naturale che è principalmente un sottoprodotto dell'estrazione del petrolio, ma proviene anche da giacimenti di gas naturale puro che non producono petrolio. Il componente principale del gas naturale è il metano, un gas altamente infiammabile, che costituisce fino al 90% del suo volume. Oltre a butano e propano, altre sostanze includono varie tracce di composti solforati, etano, CO2, gas nobili, azoto e vapore acqueo. Una volta estratto, il gas naturale viene purificato da sostanze tossiche e inutilizzabili come acqua, acido solfidrico e anidride carbonica prima di essere immesso nel nostro sistema di distribuzione del gas. Tuttavia, non è prima di essere miscelato con composti solforati, tioeteri o alcanetioli, che gli conferiscono il suo odore caratteristico, che percepiamo naturalmente come odore di gas. Senza questi additivi, il gas naturale sarebbe inodore. Ogni gas infiammabile venduto deve essere miscelato con queste sostanze per creare il suo odore. Pertanto, abbiamo già il miglior sensore di gas proprio davanti ai nostri occhi: il naso. Fortunatamente, il nostro naso non si trova sempre esattamente dove il gas potrebbe fuoriuscire involontariamente. Questo è particolarmente vero nei vari collegamenti della nostra linea del gas, nel punto di trasferimento, nella valvola del gas, nel contatore e direttamente nell'impianto di riscaldamento, nella stufa o nella caldaia. Qui, solitamente nei cosiddetti locali tecnici (HWR), ma anche in cucina, direttamente vicino ai fornelli a gas, entrano in gioco i "rilevatori di gas urbano e naturale" di Elektrotechnik Schabus. Rilevano immediatamente le perdite di gas e segnalano un difetto nelle tubazioni con un allarme forte e penetrante. Se necessario, chiudono una valvola di intercettazione magnetica collegata per impedire ulteriori fuoriuscite di gas. Poiché il gas naturale è composto principalmente da metano, un gas molto leggero, è più leggero dell'aria e sale immediatamente in caso di fuoriuscita. Pertanto, è necessario installare un sensore GX-SE in alto nella stanza per rilevare immediatamente la presenza di gas. Tuttavia, non dovrebbe essere posizionato in alto, ma a circa 30 cm sotto il soffitto, poiché negli angoli si forma un cosiddetto spazio morto. L'aria intrappolata negli angoli e nei bordi del soffitto non può fuoriuscire e sposta il gas. Il gas contenuto nelle bombole (butano/propano) è più pesante dell'aria, quindi il sensore viene posizionato a 15-30 cm dal pavimento.

Esiste un termine chiamato "limite inferiore di esplosività", abbreviato LEL ed espresso in percentuale. Una miscela gas-aria diventa esplosiva solo quando raggiunge il 100%. È importante capire che la quantità di gas puro rilasciato non è il fattore decisivo, come nel caso della CO, che è facilmente misurabile in ppm. Anche altri fattori giocano un ruolo. Tra questi, temperatura, umidità e contenuto di ossigeno, perché la combustione richiede assolutamente ossigeno; altrimenti, non brucerà. Un'umidità più elevata significa meno ossigeno presente, e una temperatura più elevata significa meno particelle nella stanza che possono reagire tra loro. I nostri sensori SE tengono conto di questi tre fattori e li convertono in una tensione che viene rilevata dai dispositivi di allarme. Ora, se viene rilevata anche una sola molecola, o più realisticamente, se... z.BSolo il 3% LEL (Limite Inferiore di Esplosività) attiva un avviso, ovvero un allarme, ma nessun cliente accetterebbe un simile comportamento a lungo termine. Fino al 5% LEL, un presunto falso allarme si verifica più frequentemente di quanto ci si aspetterebbe da un difetto della linea del gas. I sensori sono tecnicamente in grado di rilevare questi livelli, ma chi vorrebbe essere avvisato quando barattoli di vernice e vernice aperti rilasciano gas o quando qualcuno passa davanti al sensore con le unghie appena smaltate o con del profumo appena applicato? I solventi, tra molte altre sostanze domestiche comuni, sono molto simili agli idrocarburi presenti nel gas di città e nel gas naturale e vengono rilevati con la stessa efficacia dai sensori. Molte delle numerose norme DIN relative al rilevamento del gas naturale nelle aree residenziali raccomandano un avviso al più tardi al raggiungimento del limite del 20% LEL. Poiché i nostri sensori rilevano anche il gas di petrolio liquefatto (GPL con un'elevata percentuale di butano e propano), abbiamo concordato un livello di allerta precoce del 12% LEL. Sempre in tempo per prevenire il pericolo, ma sufficientemente tollerante per evitare frequenti falsi allarmi. E, naturalmente, entro i limiti della norma.

Da dove proviene il monossido di carbonio? Chi l'ha miscelato alla mia benzina? Cosa succede nel nostro corpo quando inaliamo CO (monossido di carbonio)?

Il monossido di carbonio non viene fornito. Viene prodotto in qualsiasi processo di combustione in cui non è disponibile ossigeno a sufficienza. Ogni molecola di gas (z.BIl metano (CH4) richiede due molecole di ossigeno (O2) per una combustione completa. Questo produce due molecole d'acqua (H2O) e una molecola di anidride carbonica (CO2), che non è pericolosa quanto una molecola di monossido di carbonio (CO). Il gas è potente e brucia facilmente. Se l'ossigeno disponibile non è sufficiente, due molecole di gas condividono una molecola di ossigeno, producendo monossido di carbonio insieme a idrogeno.

CH4 + 2 O2 -----> CO2 + 2 H2O (completo)
O
2 CH4 + O2 -----> 2 CO + 4 H2 (incompleto)

L'ossigeno deve essere presente a sufficienza nel punto di combustione, non semplicemente disperso nella stanza. Questo spiega facilmente perché la CO viene prodotta praticamente in ogni apparecchio di combustione (caldaia, impianto di riscaldamento, ecc.). Un ugello ostruito dalla polvere è sufficiente a causarlo. O una casa che è stata ristrutturata con un isolamento spesso. Questo è facilmente riconoscibile durante l'ispezione visiva della combustione se si nota una componente gialla nella fiamma. Una combustione completa con sufficiente ossigeno appare sempre blu, sebbene una componente gialla non sia sempre facile da individuare. Per inciso, il gas metano è solo un esempio; questo vale anche per tutti gli altri processi di combustione, come butano, propano, olio combustibile, carta, cartone, legna e pellet. Ogni combustione richiede ossigeno a sufficienza!

Ogni cellula del nostro corpo utilizza anche l'ossigeno per funzionare correttamente. Inaliamo ossigeno, che si lega all'emoglobina (globuli rossi) negli alveoli polmonari e viene trasportato alle cellule attraverso il flusso sanguigno. Qui avviene il processo di combustione: la molecola di ossigeno viene rimossa dal globulo rosso e la molecola di anidride carbonica (CO₂) risultante da questa combustione (completa) viene riattaccata al globulo rosso per essere trasportata ai polmoni per l'espirazione. Tuttavia, quando inaliamo CO₂ nella miscela d'aria, la situazione diventa problematica. L'emoglobina riconosce solo l'atomo di ossigeno (O₂) nella CO₂ e si lega ad esso circa 300 volte più fortemente dell'ossigeno puro. La cellula non può utilizzare la CO₂ e la rimanda ai polmoni per l'espirazione. Tuttavia, non avviene alcuno scambio lì perché un atomo di ossigeno (O₂) è già fortemente legato all'emoglobina; semplicemente non espiriamo la CO₂. Questo avviene in genere dopo circa 20 minuti; Il monossido di carbonio si accumula nel sangue a ogni respiro, mentre allo stesso tempo ci sono sempre meno globuli rossi in grado di assorbire ossigeno. Questo è ciò che rende il monossido di carbonio tossico. La mancanza di ossigeno impedisce alle cellule di funzionare. v.a...il sistema nervoso centrale, il cuore e il cervello sono colpiti; ci si stanca, ci si addormenta e, nel peggiore dei casi, si muore per soffocamento nonostante la respirazione. In caso di avvelenamento acuto da monossido di carbonio, solo l'ossigeno puro è efficace, idealmente somministrato in camera iperbarica.