냉매 센서는 다음과 같이 작동합니다. 주변 공기를 샘플링하고, 누출된 냉매로 인한 물리적 또는 화학적 변화를 감지하고, 해당 변화를 전기 신호로 변환한 다음, 가스 농도가 정의된 임계값을 넘을 때 경보 또는 제어 조치를 실행합니다.. 정확한 메커니즘은 센서 기술에 따라 다릅니다. NDIR 적외선,,, 촉매 비드,,, MOS 반도체,,, 열전도도또는 그 이상 MEMS 속성 기반 행동 양식.
즉, 단일한 '냉매 센서 원리'가 존재하지 않습니다. 다양한 냉매와 용도는 다양한 방법을 사용합니다. 예를 들어, 현대의 많은 HVAC 냉매 감지기는 다음을 사용합니다. 적외선 기반 감지 할로카본 냉매의 경우, 탄화수소 냉매는 다음과 같습니다. R290 다음으로도 감지할 수 있습니다. 촉매 비드 또는 기타 가연성 가스 기술.
냉매 센서의 기본 작동 과정
대부분의 냉매 센서는 동일한 4단계 논리를 따릅니다.
1) 공기가 감지 요소에 도달합니다.
주변 공기는 센서 하우징으로 확산되거나 감지 챔버로 유입됩니다. 고정형 HVAC 감지기에서 감지 요소는 일반적으로 먼지, 물 튀김 및 오염을 줄이면서 대상 가스를 허용하도록 설계된 인클로저에 장착됩니다.
2) 냉매는 측정 가능한 특성을 변화시킵니다.
이것이 센서의 핵심이다. 센서 유형에 따라 냉매는 다음과 같이 될 수 있습니다.
- 적외선을 흡수하고,
- 가스 혼합물의 열전달 특성을 변경하고,
- 촉매 표면에서 연소되어 열을 방출하거나
- 감지 필름의 전기 저항을 변경합니다.
3) 전자장치는 그 변화를 농도 데이터로 변환합니다.
센서 전자 장치는 원시 신호를 증폭, 선형화, 보상 및 해석합니다. NDIR 시스템에서는 열전퇴 기반 신호 조절이 포함될 수 있습니다. MEMS 기반 냉매 센서에서 온보드 알고리즘은 측정된 가스 특성을 농도 출력으로 변환합니다.
4) 감지기는 판독값을 경보 임계값과 비교합니다.
가스 농도가 프로그래밍된 임계값을 초과하면 시스템이 트리거될 수 있습니다. 경보, 환기, 정지 또는 완화 제어. 기계실과 A2L 시스템에서 이러한 임계값은 일반적으로 추측보다는 코드나 표준으로 정의됩니다.
주요 냉매 센서 원리
1. NDIR 적외선 센서
n입니다 약자 비분산적외선. 많은 냉매 가스가 특정 파장의 적외선을 흡수하기 때문에 이는 냉매 누출 감지에 사용되는 가장 일반적인 원리 중 하나입니다. Horiba는 NDIR 센서에는 일반적으로 다음이 포함되어 있다고 설명합니다. IR 광원, 샘플 셀, 광학 필터 및 적외선 감지기, 특정 파장의 감쇠를 사용하여 가스 농도를 결정합니다.
NDIR 작동 방식
적외선 광선이 샘플링된 공기를 통과합니다. 냉매 분자가 존재하는 경우 특정 파장의 빛의 일부를 흡수합니다. 감지기는 손실된 빛의 양을 측정하고 전자 장치는 Beer-Lambert 스타일 측정 논리를 사용하여 이를 농도 판독값으로 변환합니다.
NDIR이 냉매에 인기가 있는 이유
NDIR은 다음을 제공하므로 널리 사용됩니다. 좋은 선택성과 장기 안정성 많은 냉매, 특히 할로카본 및 기타 IR 활성 가스의 경우. Texas Instruments는 또한 서모파일 프런트 엔드가 일반적으로 다음 분야에 사용된다는 점을 지적합니다. NDIR 감지 애플리케이션, 냉매 감지 시스템 포함.
최적의 핏
NDIR은 많은 사람들에게 강력한 선택입니다. HFC, HFO, CO₂ 및 혼합냉매 고정식 HVAC 및 냉동 시스템의 누출 감지 애플리케이션.
2. MEMS 특성 기반 냉매 센서
새로운 접근 방식은 다음을 사용합니다. 미세 가공 MEMS 변환기 변화를 측정하기 위해 열역학적 특성 광학적 흡수에만 의존하는 것이 아니라 공기/가스 혼합물을 분석합니다. NevadaNano는 분자 특성 분광계 접근 방식을 다음과 같은 멤브레인을 사용하는 것으로 설명합니다. 내장형 줄 히터 및 저항 온도계; 냉매가 존재하면 가스 혼합물의 특성이 변하고 알고리즘은 이를 농도로 변환합니다.
이 원리의 작동 원리
센서는 작은 요소를 가열하고 주변 가스가 열 전달 및 관련 물리적 동작에 어떤 영향을 미치는지 모니터링합니다. 냉매는 공기의 열역학적 특성을 변경하므로 시스템은 측정된 반응으로부터 냉매 농도를 추론할 수 있습니다.
왜 중요한가요?
이 접근 방식은 일부에서 사용됩니다. A2L 및 A3 냉매 센서 일부 응용 분야의 촉매 비드 설계에 비해 내장 보상, 공장 보정 및 강력한 중독 저항성을 제공할 수 있기 때문입니다.
3. 촉매 비드 센서
에이 촉매 비드 센서라고도 함 펠리스터, 전형적인 가연성 가스 감지 방법입니다. 이기다 사용한다고 설명한다 가열된 구슬 두 개 휘트스톤 브리지: 활성 비드와 참조 비드. 가연성 가스가 활성 비드에 도달하면 촉매 표면에서 산화되어 열을 생성하고 비드의 전기 저항을 변경합니다. 회로는 그 차이를 측정하고 가스 수준을 보고합니다. %LEL.
촉매 비드 감지 작동 방식
- 센서가 구슬을 가열하고,
- 가연성 가스가 활성 비드에 도달하고,
- 산화로 인해 추가 열이 발생하고,
- 저항 변화,
- 브리지 회로는 이러한 변화를 가스 판독값으로 변환합니다.
최적의 핏
촉매 비드 센서는 일반적으로 다음 용도로 사용됩니다. 탄화수소 냉매 ~와 같은 R290 프로판가연성 감지가 중요한 곳입니다.
제한
촉매 비드 센서는 다음의 영향을 받을 수 있습니다. 중독, 과도한 노출 및 산소 가용성이것이 바로 일부 제조업체가 열악한 환경에서 유지 관리가 덜 필요한 대안으로 적외선 또는 MEMS 접근 방식을 채택하는 이유입니다.
4. MOS 반도체 센서
MOS 센서가 작동합니다. 표면 화학. 금속 산화물 감지 층은 가스 분자가 가열된 표면의 산소종과 상호 작용할 때 전기 저항을 변경합니다. 기술 검토에서는 MOS 가스 센서를 가스/고체 상호 작용으로 인한 전도도 변화에 따라 출력이 달라지는 전도도 측정 장치로 설명합니다.
MOS 작동 방식
센서는 감지 물질을 높은 온도로 유지합니다. 냉매나 다른 가스가 표면에 도달하면 표면 반응으로 인해 전하 운반자의 수가 바뀌고 이에 따라 저항이 변경됩니다. 회로는 저항 변화를 측정하고 가스 농도를 추정합니다.
최적의 핏
MOS 센서는 다음과 같은 경우에 자주 사용됩니다. 저렴한 비용, 컴팩트한 크기, 간단한 통합 최대 선택성보다 더 중요합니다.
제한
MOS 센서는 다음에 더 취약합니다. 습도 영향, VOC 교차 감도 및 장기 드리프트, 따라서 보상과 신중한 교정 전략이 필요한 경우가 많습니다.
5. 열전도도 센서
에이 열전도도 센서는 가스 혼합물이 열을 전달하는 방식을 측정합니다. Horiba는 이 방법이 가열된 와이어 또는 유사한 요소를 사용한다고 설명합니다. 가스 열전도율이 변하면 요소 온도와 전기 저항도 변하여 농도를 계산할 수 있습니다.
작동 방식
누출된 냉매로 인해 센서 주변 공기의 열전도율이 변경되면 센서는 가열된 요소의 저항 변화로 이러한 변화를 감지합니다.
최적의 핏
열전도도 감지는 일부 냉매 응용 분야에서 작동할 수 있지만 일반적으로 덜 선택적 특정 광학 지문이 아닌 대량의 가스 특성 변화에 반응하기 때문에 NDIR보다 좋습니다. Horiba는 TCD가 그렇다고 명시적으로 언급합니다. 선택성을 나타내지 않음 같은 방식으로 다른 가스도 판독값에 영향을 줄 수 있습니다.
센서가 냉매를 감지한 후 알람 로직이 작동하는 방식
냉매 센서는 "가스 존재" 상태에서 멈추지 않습니다. 실제 HVAC 및 냉동 시스템에서 판독값은 다음과 비교됩니다. 정의된 임계값, 그러면 시스템이 응답을 트리거합니다. 올바른 임계값으로 간주되는 것은 냉매 종류와 용도에 따라 다릅니다.
기계실 및 다양한 A1 냉매용
ASHRAE 지침에 따르면 냉매 감지기 설정점은 다음과 같습니다. 해당 냉매 농도 한계(RCL)보다 크지 않아야 합니다., 그리고 최신 부록에서는 누출된 냉매가 집중되는 곳에 감지기를 설치하여 경보와 기계적 환기를 작동할 수 있도록 계속해서 요구하고 있습니다.
A2L 약인화성 냉매용
UL은 이러한 응용 분야의 냉매 감지 시스템이 다음과 같이 평가된다고 설명합니다. LFL의 25%, 누출로 인한 화재 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다. 마찬가지로 TI의 A2L 애플리케이션 개요에서는 다음을 준수하는 데 사용되는 냉매 누출 감지 센서에 대해 설명합니다. UL 60335-2-40 요구 사항.
완화 가능 시스템의 경우
임계값을 초과하면 감지기가 다음을 트리거할 수 있습니다.
- 청각적/시각적 경보,
- 환기 팬,
- 완화 보드,
- 압축기 정지,
- 또는 기타 안전 논리. 예를 들어 Carrier의 A2L 보충 가이드에서는 냉매 농도가 LFL의 일정 비율 이상으로 상승하면 소산 모드를 시작하는 제어 보드와 통신하는 감지 센서에 대해 설명합니다.
센서 기술만큼 배치가 중요한 이유
아무리 좋은 센서라도 잘못된 위치에 설치되면 누출을 놓칠 수 있습니다. ASHRAE에서는 기계실 감지기를 찾아야 합니다. 누출된 냉매가 집중되는 곳이는 배치가 예상되는 누출 동작, 공기 흐름 및 밀도 효과를 따라야 함을 의미합니다.
이것이 바로 냉매 감지가 실제로 중요한 이유입니다. 시스템 설계 문제, 단순한 구성 요소 선택이 아닙니다. 귀하에게는 다음과 같은 권리가 필요합니다.
- 감지 원리,
- 구경 측정,
- 장착 위치,
- 임계값 논리,
- 및 제어 출력.
어떤 냉매 센서 원리가 가장 좋습니까?
만능 승자는 없습니다.
- 많은 사람들에게 할로카본 냉매,,, n입니다 선택성과 안정성 때문에 선호되는 경우가 많습니다.
- 을 위한 가연성 탄화수소 좋다 R290,,, 촉매 비드 그리고 최신 MEMS 속성 기반 방법은 일반적인 옵션입니다.
- 을 위한 비용에 민감한 임베디드 제품,,, MOS 여전히 사용될 수 있지만 보상과 드리프트 제어가 더 중요합니다.
- 간단한 벌크 가스 특성 측정이 필요한 응용 분야의 경우, 열전도도 고려될 수 있지만 덜 선택적이다.
FAQ
냉매 센서는 누출을 어떻게 감지합니까?
냉매로 인한 주변공기의 성질 변화를 측정하여 누출을 감지합니다. IR 흡수, 열전달 변화, 촉매 산화 또는 저항 변화, 그런 다음 해당 신호를 농도 판독값 및 경보 출력으로 변환합니다.
가장 일반적인 냉매 센서 유형은 무엇입니까?
많은 최신 HVAC 냉매의 경우, NDIR 적외선 선택성과 안정성으로 인해 가장 일반적인 고정 검출 접근법 중 하나입니다.
모든 냉매 센서는 동일한 방식으로 작동합니까?
아니요. 센서마다 다음과 같은 다양한 원리를 사용합니다. NDIR, MEMS 열역학적 특성 감지, 촉매 비드, MOS 및 열전도율.
A2L 냉매에 다른 감지 논리가 필요한 이유는 무엇입니까?
A2L 냉매는 약한 가연성이므로 센서는 종종 냉매 감지 시스템 아주 작은 부분에서도 반응하도록 설계되었습니다. LFL, 일반적으로 주변에서 논의되는 25% LFL UL 지침에서.
센서는 경보만 제공합니까, 아니면 장비도 제어할 수 있습니까?
둘 다 할 수 있습니다. 많은 시스템에서 감지기 판독값은 트리거하는 데 사용됩니다. 팬, 완화 보드, 경보 또는 종료 논리, 단지 디스플레이 경고가 아닙니다.
