Датчики утечки газа

Газовые датчики активно применяются в промышленности, автомобилестроении и жилых помещениях.

По назначению приборы делят на два основных типа:

1. Датчик утечки газа:
   • для квартиры, дома;
   • для котельной в частном доме;
   • для промышленных помещений и складов.
2. Датчик уровня газа ГБО для автомобиля.

Первый тип анализирует концентрацию газа в помещении, сигнализирует в случае превышения допустимых норм. Необходим во всех жилых и нежилых помещениях с газопроводом.

Второй тип указывает объем оставшегося в баллоне газа, чтобы водитель мог запланировать заправку до того, как уровень станет минимальным. Технически можно обойтись и без такого датчика, однако это добавит множество неудобств, поэтому его устанавливают на всех оборудованных ГБО машинах.

Приборы кардинально отличаются по назначению, комплектации и функциям. Подробно рассмотрим разновидности, принципы работы и установку каждого их них.

Устройство датчика утечки

Для обнаружения загазованности применяются следующие виды анализаторов воздуха: оптические, термо и электромеханические. Выбор в пользу того или иного вида делается исходя из группы газов, с которыми предстоит работа.

Для эффективного подбора прибора необходимо в общих чертах знать схему его устройства. Это поможет быстро соотнести потребности владельца помещения и функциональность той или иной модели.

Базовые элементы датчика:

• Начальный преобразователь. Непосредственно сам датчик, считывающий тем или иным способом уровень загазованности помещения.
• Модуль сравнения. Принимает сигнал от преобразователя и сравнивает его с нормами.
• Источник питания. Аккумулятор, батарейка или сетевой блок.
• Сигнализация. Динамик и световой индикатор тревоги.
• Корпус.

Дополнительные элементы, присутствующие в старших моделях:

• Электромагнитный клапан. При срабатывании сигнализации мгновенно отключает подачу газа.
• GSM-модуль. Сообщает об опасной ситуации владельцу помещения с помощью сотовой связи.

Принцип работы датчика

Начальный преобразователь оптического типа регулярно проверяет состав воздуха посредством инфракрасного излучения. Другие типы срабатывают в результате контакта активного вещества (углерод, олово, электролит) с молекулами газа. ИК-приборы считаются наиболее надежными.

Основная задача — не измерение состава воздуха в помещении, а своевременное предупреждение об утечке. Это позволит принять меры до того, как концентрация газа в квартире станет взрывоопасной.

При обнаружении угрозы, в зависимости от типа устройства, выполняются следующие действия:

• Подача светошумового сигнала тревоги для людей, находящихся в помещении.
• Подача сигнала в штаб обслуживающей компании и пожарным.
• Автоматическое перекрытие поступления газа посредством запорной арматуры (клапан-отсекатель).
• Включение вытяжки для очищения помещения от газа.
• Отправка СМС на мобильное устройство владельца помещения.

Классификация

Знание видов датчиков протечки газа поможет быстро сориентироваться при выборе модели для конкретного помещения. Приборы группируют по следующим признакам:

• способ определения загазованности;
• тип контролируемого газа;
• тип электроснабжения;
• наличие дополнительных функций (перекрытие газопровода, активация вентиляции, отправка сообщения на телефон).

Каждая группа будет рассмотрена отдельно.

Способ детекции

Как уже говорилось, применяются три основных способа: инфракрасный, каталитический и полупроводниковый.

• Оптический основан на принципе поглощения и пропускания света в инфракрасном диапазоне. Такой датчик загазованности имеет небольшой размер, высокое быстродействие, низкое энергопотребление и часто используется в промышленности. Функция самодиагностики позволяет упростить контроль исправности оборудования.
• Каталитический основывается на сгорании газа при попадании его на сигистор/пеллистор (чувствительный шарообразный элемент). Шарик обмотан проволокой из платины, на которую нанесен катализатор. Он воспламеняется при контакте с газом, нагревает сигистор, что приводит к изменению сопротивления проволоки. Дельта именно этого показателя указывает на изменение степени загазованности помещения. Подходит для использования в промышленности.
• Полупроводниковый чувствительный элемент — это пластина кремния, покрытая пленкой из окисленного металла. При контакте с газом изменяется уровень сопротивления чувствительного элемента, исходя из чего оценивается уровень опасности. Данный тип — самый низкоэффективный и неточный. Медленная скорость реакции и восстановления после срабатывания, а также необходимость постоянного контроля делают невозможным его применение в промышленности.

Тип газа

Как правило, устройство ориентировано на обнаружение природных газов (бутан, метан, пропан) либо угарного.

Несмотря на то, что существуют комбинированные модели, универсального датчика, способного обнаруживать все типы газов, нет. Дело в физических свойствах веществ, которые могут либо собираться под потолком, либо наоборот распространятся по низу. Соответственно, для контроля первых датчик необходимо крепить наверху, а для вторых — на полу. Комбинированные позволяют отслеживать пары метан + CO, пропан + CO и так далее.

Тип электроснабжения

Выделяют два типа: проводные и автономные. Для функционирования первых необходимо подключение к стабильной электросети. При отключении электричества в помещении такой прибор сразу перестает работать. Это — единственный недостаток.

Беспроводные работают на обычных или аккумуляторных батареях, что позволяет выбрать любое удобное место для монтажа. Так как устройство снабжено автономным блоком питания, то оно не упустит повышение загазованности во время отключения электроэнергии. Стоит дороже проводных, а также требует периодической проверки и замены батареи. По этим причинам практически не используется в промышленности.

Дополнительные функции

К устройствам с расширенным функционалом относят имеющие:

• Клапан-отсекатель. При превышении установленных норм загазованности автоматически перекрывается газопровод. Как правило, запорный модуль врезается перед газовым приборами (плита, колонка и так далее). Монтаж должен осуществляется строго специалистом, так как утечки могут начаться непосредственно в результате некачественной установки. После срабатывания и устранения его причин клапан легко открывается руками для восстановления работы.
• Модуль сотовой связи. Выручает, когда людей в помещении нет и некому принять меры безопасности. Получив сигнал тревоги на телефон или планшет, хозяин помещения может своевременно отреагировать. Попросить знакомых или сотрудников УК открыть окна, по возможности устранить протечку и вызвать пожарных. Таким образом повышаются шансы на благополучное разрешение ситуации.
• Вытяжной вентилятор. Дополнительно устанавливается в комнате и запускается реле при поступлении сигнала тревоги. В зависимости от мощности может снижать уровень загрязнения либо полностью очистить воздух.
• Функция самодиагностики. Датчик загазованности определяет имеющиеся неисправности и сигнализирует о них с помощью светодиодов. Своевременно устранение неполадок позволяет снизить риски.
• Автоматический взвод отсечного клапана. Возвращение клапана в открытый режим после срабатывания происходит системно, без участия человека. Как правило, такая технология применяется на предприятиях. В квартирах и частных домах используются затворы с ручным взводом.

От чего зависит цена

Помимо географических отличий (в магазинах Москвы цены на большинство моделей ниже), на стоимость датчика утечки бытового газа влияют следующие характеристики:

• размер и вес;
• материалы, использованные при производстве;
• способ оповещения;
• способ электропитания (емкость аккумулятора, если он есть);
• крайняя концентрация газа, необходимая для срабатывания тревоги;
• температурный рабочий диапазон (максимально и минимально допустимые для нормальной работы значения);
• ручная настройка порога срабатывания;
• предел влажности воздуха для нормальной работы;
• громкость сирены в децибелах;
• возможность подключения к домашней сигнализации;
• диапазон рабочих частот связи (для беспроводных приборов);
• возможность отправки сигнала тревоги в виде СМС или push-уведомления на телефон;
• наличие запорной арматуры.

Выделив наиболее важные для него параметры, покупатель сможет подобрать оптимальное устройство по соотношению функциональность/цена.

Внимание! Вместе с датчиком обязательно должна поставляться инструкция и гарантия от производителя. Если одного или другого не хватает, то приобретать такое устройство нельзя ни в коем случае. Особенно это касается заказов на таких торговых площадках как Aliexpress и Alibaba, где качество товара практически никак не отслеживается. Не стоит рисковать своей жизни и имуществом приобретая кота в мешке.

Установка

В квартирах, домах и на предприятиях монтаж датчиков утечки природного газа должен производится только сертифицированными специалистами. При этом должны соблюдаться следующие правила:

• Датчик загазованности по метану должен располагаться на расстоянии 10–20 см от потолка, так как природный газ легче воздуха.
• Сигнализатор по пропану, бутану закрепляют на расстоянии 10–20 см от пола, так как эти вещества тяжелее воздуха.
• Минимально допустимое расстояние между устройством и плитой — 1 метр.
• Датчик угарного газа размещают на средней высоте — около 1.5 метров от пола, так как CO обладает той же плотностью, что и воздух. Так как вещество в нагретом состоянии сначала поднимается к потолку и только потом распространяется по всему объему помещения, допускается установка устройства на той же высоте, что и для метана. Можно найти в продаже комбинированные приборы на метан и CO.
• Нельзя размещать устройства в углах и других зонах без циркуляции воздуха, а также рядом с вытяжками, кондиционерами, батареями, плитами.
• Запрещено применение анализаторов в помещениях, где регулярно распыляются аэрозоли и аммиак.

Датчик для котельной

Сигнализатор загазованности для котельной, его монтаж и эксплуатацию стоит рассмотреть отдельно. Запуск бойлерной без датчиков является серьезным нарушением техники безопасности как для частного дома, так и для предприятия. Превышение максимально допустимой концентрации угарного газа и углеводородов может спровоцировать отравление или взрыв.

Наиболее частые причины ЧП:

• неисправность горелок,
• неправильно отрегулированная программа «газ-воздух»,
• внутренняя течь в котле,
• неотрегулированная работа вентиляции и системы дымоудаления.

Для предупреждения аварийных ситуаций владелец обязан установить датчики утечки газа во всех помещениях с газовым оборудованием.

Для наглядности приведена схема обустройства котельной в загородном доме.

• Датчик CO.
• Датчик бытового газа.
• Запорная арматура.
• Газовый котел.
• Светошумовая сигнализация для оповещения жильцов об опасности.

Датчик включения вентилятора

Дорогие сигнализаторы могут управлять дополнительным оборудованием в доме, в том числе системой дымоудаления. Для этого они напрямую подключатся к вентилятору и в случае срабатывания посылают сигнал запуска на реле. Таким образом, даже в случае отсутствия человека в помещении моментально применяется метод снижения загазованности помещения.

Кроме того, в продаже есть вытяжные системы с самостоятельным датчиком включения, однако они реагируют на температуру, поэтому эффективны только для идентификации пожаров. Для надежности их совмещают с датчиком газа. Работающие в паре устройства позволяют моментально активировать удаление углекислого и угарного газов, что повысит шансы на выживание.

Бывают двух типов:

• электромеханические (можно включать напрямую в цепь питания вентилятора)
• электронные (устанавливаются только в цепь реле).

Температуры включения и выключения находятся в следующих диапазонах:

• 82–87 градусов Цельсия,
• 87–92 градуса,
• 94–99 градусов.

Обслуживание

Сигнализаторы утечки газа для дома и для предприятий изначально откалиброваны производителем, поэтому никаких дополнительных настроек не требуют. Самое главное — регулярное наблюдение и уход за устройством после монтажа.

Достаточно ежемесячно пылесосить и протирать его от пыли, паутины и другого мусора, который может помешать точной работе. Необходимо быть максимально аккуратным, чтобы не повредить чувствительный элемент каталитического или полупроводникового датчика.

Периодически рекомендуется проверять работоспособность всей системы. Для этого потребуется обыкновенная зажигалка. Ее подносят близко к сенсору и нажимают кнопку подачи газа без высекания искры. Датчик утечки газа с сигнализацией должен в течение нескольких секунд сработать и подать сигнал тревоги. При этом засекают время реагирования, а также проверяют слышимость сигнала тревоги во всех комнатах, в подъезде, в доме и на улице.

Датчик утечки газа с клапаном должен дополнительно перекрыть соответствующую трубу.

Через несколько секунд после устранения источника газа и уменьшения его концентрации исправное устройство возвращается в стандартный режим наблюдения. Клапан взводится вручную либо автоматически, если таковая функция присутствует.

Устройство датчика уровня газа ГБО

Применение газа вместо стандартных видов топлива позволяет экономить на закупке, снизить износ двигателя и повысить безопасность выхлопных газов для окружающей среды. Для этого в автомобиль устанавливается газобаллонное оборудование, важным элементом которого является датчик уровня газа.

Дело в том, что штатные монометры находятся непосредственно на баллонах, что делает проверку уровня долгой и обременительной. Водителю необходимо прекратить движение, заглушить мотор и выйти из автомобиля.

Для решения проблемы применяют дополнительные датчики, которые выводятся в салон машины, чаще всего на приборную панель. Благодаря тому что показания воспроизводятся с помощью светодиодных, стрелочных или цифровых индикаторов их можно комбинировать с обычным топливным указателем. В таком случае между типами показаний переключаются при помощи тумблера.

Для того, чтобы усовершенствованная система индикации работала, чувствительный элемент датчика устанавливают в мультиклапан баллона.

Выбор места установки индикатора

В отличие от бензинового индикатора газовый показывает полный бак максимальным отклонением стрелки влево. При этом диапазон сопротивления у него вдвое ниже. Чтобы избежать путаницы при использовании комбинированного индикатора на приборной панели дорисовывают голубую шкалу поверх стандартной топливной.

Если же используется независимый индикатор, то его врезают в любое удобное место торпедо.

Схему подключения комбинированного индикатора можно рассмотреть на следующем рисунке:

Виды салонных датчиков

По внешнему виду и способы передачи информации индикаторы делят на:

• цифровые,
• стрелочные,
• столбчатые.

Два первых типа отличаются только внешним видом шкалы. В цифровом встроена микросхема, позволяющая выдавать сигнал в виде чисел.

Столбчатый имеет минимум четыре светодиода: один красный и три зеленых. Красный сигнализирует о 10%-м остатке топлива, а три зеленых — о 75%, 50% и 25%. В зависимости от модели светодиодов может быть до 8 штук.

Наиболее точные показания выдают цифровые датчики, но они же являются наиболее дорогими. Чаще всего применяются столбчатые, а стрелочные являются средним по всем показателям вариантом.

Монтаж датчика уровня газа

Установка устройства согласно инструкции не представляет большой сложности. В минимальный набор всегда входят: выносной индикатор, чувствительный элемент, кабель-удлинитель. Собрать и закрепить комплект может любой человек без специальных навыков и знаний.

Так как в зависимости от принципа дозировки газовой смеси ГБО делится на 6 поколений, то стоит рассмотреть отдельно особенности установки на наиболее популярные из них — 2, 3 и 4.

На газобаллонное оборудование 2 поколения

Данный тип ГБО создан для работы со смесью пропан-бутана. Самые популярные модели — АЕВ, Apache и WPG4. Инсталляция стандартная — на мультиклапан. При этом важно соблюдать герметичность всех соединений для избегания утечки и неверной работы устройства. Последним шагом идет подключение индикатора в салоне.

Данный тип оборудования можно доработать, чтобы расширить сектор индикации газа так, чтобы он совпадал с топливным. Однако, для этого понадобятся определенные монтажные навыки для переделки микросхемы, поэтому лучше доверить задачу профессионалам.

На газобаллонное оборудование 3 поколения

Это поколение более продвинутое, так как часть задач выполняются электроникой. Однако, подключение ничем не отличается от 2-го. Во многих европейских странах российское ГБО 3 считается лишь разновидностью ГБО 2.

Основное отличие — дозатор сжиженного газа контролируется шаговым электродвигателем. Поэтому при монтаже нужно немного изменить электросхему подключения. В контроллер добавляют некоторые сигналы, считываемый с двигателя в состоянии работы:

• с лямбда-зонда поступают данные о составе газовой смеси;
• по положению дроссельной заслонки определяется количество готовящейся для работы смеси;
• информация от температурного датчика и скорости вращения вала.

Контроллер обрабатывает все полученные данные, а также то, как был настроен при подключении мультиклапан.

С помощью электроники возможно выполнить аварийное запускание двигателя только на газу. Все необходимые настройки выполняются только вручную.

Различные тонкие настройки зависят непосредственно от модели устанавливаемого устройства, поэтому нельзя отклоняться от инструкции.

На газобаллонном оборудовании 4 поколения

ГБО 4 поколения в первую очередь выделяется точностью измерения. Это достигается за счет большего количество анализируемой информации и изменения алгоритмов управления.

Установка классическая — на мультиклапан. Так как это — современное оборудование, то никаких проблем с подключением у владельца автомобиля не возникнет. В комплекте может находится стандартный индикатор для баллона, но для удобства его или специальную салонную модификацию выводят на приборную панель. Необходимый для этого удлиняющий кабель также находится в комплекте поставки.

В отличие от старших поколений эти датчики уровня газа ГБО нет требуют никаких доработок и тонких настроек. Даже не владеющий слесарными навыками человек сможет без проблем провести монтаж и запуск оборудования. Как и в предыдущих случаях необходимо строго придерживаться инструкции во избежание аварийных ситуаций.

Проверка и калибровка датчиков

Периодически необходимо проверять, как работает датчик. Также процедуру необходимо выполнить при первом запуске после подключения, либо после модернизации прибора.

Датчик газа цифрового типа подключают к компьютерному оборудованию для настройки, а также для сохранения всех текущих данных. После калибровки максимальный показатель устройства должен быть равен полному баку.

Датчики наличия газа стрелочного вида при доработке калибруются так, чтобы максимальный уровень жидкой смеси соответствовал максимальному отклонению стрелки.

Столбчатые приборы помимо калибровки программируют на автоматический переход на обычный вид топлива при достижении красной зоны. Это позволяет продлить срок службы, повысить устойчивость работы, а также избежать неожиданных «провалов».

Заключение

Газовые датчики применяются в промышленности и жилых помещениях для контроля опасной загазованности, а в автомобилестроении — для контроля уровня газа в топливном баллоне.

Самые простые датчики утечки только подают светошумовой сигнал тревоги. Более продвинутые модели перекрывают газопровод, отсылают сообщение на телефон и пульт пожарной охраны, включают вентиляцию и дымоудаление.

В зависимости от типа контролируемых газов сигнализатор размещается под потолком либо практически у пола. Датчик CO устанавливается на высоте человеческого роста или под потолком (в случае комбинированного устройства). В котельных по требованию нормативных документов устанавливается полноценная система контроля загазованности.

Датчик уровня газа необходим для удобства водителя. При помощи шланга-удлинителя и выносного сигнализатора монтируется на приборной панели либо другом удобном месте в кабине. Наиболее распространенной является система ГБО 4 поколения, так как большинство процессов управляется электроникой, а подключение сигнализатора может произвести человек без специальных навыков.

Видео по теме