หลักการของเซ็นเซอร์สารทำความเย็น: เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของสารทำความเย็นทำงานอย่างไร

3) หลักห้าประการของเซ็นเซอร์สารทำความเย็นที่พบบ่อยที่สุด

หลักการ ก — คือ n การดูดกลืนแสงอินฟราเรด (Non-Dispersiveอินฟราเรด)

ดีที่สุดสำหรับ: สารทำความเย็นฮาโลคาร์บอนหลายชนิด (ส่วนผสม HFC/HFO), CO₂ และก๊าซ IR-active ต่างๆ
มันทำงานอย่างไร: โมเลกุลของก๊าซดูดซับแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นลักษณะเฉพาะ เซ็นเซอร์วัดปริมาณ IR ที่ถูกดูดซับผ่านเส้นทางก๊าซเพื่อประมาณความเข้มข้น (มักอธิบายโดยใช้แนวคิดเบียร์–แลมเบิร์ต)

แผนภาพบล็อก NDIR ทั่วไป

• แหล่งกำเนิด IR → เส้นทางแสง (เซลล์ก๊าซ) → ตัวกรอง/ตัวตรวจจับ → การประมวลผลสัญญาณ
  โฮริบาอธิบาย NDIR ว่าเป็นการใช้ความยาวคลื่นอินฟราเรดกลาง (2.5–25 ไมโครเมตร) ในการวัดความเข้มข้นของก๊าซ

จุดแข็ง

• การคัดเลือกที่ดีสำหรับสารทำความเย็นหลายชนิด
• ความเสถียรในระยะยาวที่แข็งแกร่งเทียบกับเซ็นเซอร์เคมีพื้นผิวหลายตัว
• ทำงานได้ดีกับจอภาพแบบคงที่และเกณฑ์รูปแบบการปฏิบัติตามข้อกำหนด

ข้อผิดพลาดทั่วไป

• การปนเปื้อนทางแสง (ละอองฝุ่น/น้ำมัน) สามารถลดสัญญาณได้
• ส่วนผสมที่มีก๊าซหลายชนิดต้องมีการสอบเทียบ/การชดเชยอย่างระมัดระวัง (โดยเฉพาะส่วนผสม)

หลักการ B — สเปกโทรสโกปีแบบโฟโตอะคูสติก (PAS)

ดีที่สุดสำหรับ: การตรวจจับที่มีความไวสูงและหัวกะทิสูงซึ่งคุณสามารถจ่ายความซับซ้อนได้มากขึ้น (มักจะอยู่ในเครื่องมือระดับพรีเมียม)
มันทำงานอย่างไร: แสงมอดูเลตจะถูกดูดซับโดยก๊าซเป้าหมาย → เปลี่ยนเป็นความร้อน → คลื่นความดันเป็นระยะ (“เสียง”) ก่อตัวในห้องเพาะเลี้ยง → ไมโครโฟน/ทรานสดิวเซอร์จะวัดสัญญาณเสียงตามสัดส่วนกับความเข้มข้น

จุดแข็ง

• ความไวสูงและศักยภาพในการเลือกสรร
• เหมาะสำหรับการออกแบบการตรวจจับร่องรอย

การแลกเปลี่ยน

• เลนส์/อะคูสติกที่ซับซ้อนมากขึ้น
• ต้นทุนและความซับซ้อนในการบูรณาการอาจสูงกว่า NDIR

หลักการ ค — เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การเผาไหม้ของลูกปัด (pellistor)

ดีที่สุดสำหรับ: ไฮโดรคาร์บอน / ก๊าซที่ติดไฟได้ (รวมถึงสารทำความเย็นที่ใช้โพรเพน เช่น R290) เมื่อคุณต้องการการวัดแบบ %LEL
มันทำงานอย่างไร: ก๊าซที่ติดไฟได้จะออกซิไดซ์บนเม็ดบีดตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับความร้อน ทำให้เกิดความร้อน → อุณหภูมิของบีดเพิ่มขึ้น → ความต้านทานเปลี่ยนแปลง → สะพานวีทสโตนวัดการเปลี่ยนแปลง

จุดแข็ง

• วิธีการที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับก๊าซที่ติดไฟได้
• การแมปโดยตรงกับกลยุทธ์การแจ้งเตือน %LEL เป็นเรื่องปกติ

ข้อผิดพลาดทั่วไป

• “พิษ” จากซิลิโคน สารประกอบซัลเฟอร์ หรือการปนเปื้อนสามารถลดความไวเมื่อเวลาผ่านไป (ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการออกแบบเซ็นเซอร์)
• ต้องมีออกซิเจนสำหรับการเกิดออกซิเดชัน ประสิทธิภาพสามารถลดลงได้ในสภาพแวดล้อมที่มี O₂ ต่ำ

หลักการ ง — MOS / การตรวจจับทางเคมีของโลหะออกไซด์

ดีที่สุดสำหรับ: การแจ้งเตือนที่คำนึงถึงต้นทุนและการตรวจจับแบบฝังซึ่งคุณสามารถยอมรับความไวข้ามและการจัดการดริฟท์ได้มากขึ้น
มันทำงานอย่างไร: ปฏิกิริยาระหว่างแก๊สกับพื้นผิวโลหะออกไซด์ที่ได้รับความร้อนจะเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ (กระบวนการทางเคมีของพื้นผิวที่ได้รับอิทธิพลจากการดูดซับ/การคายการดูดซึมและชนิดของออกซิเจน)

จุดแข็ง

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่าย กะทัดรัด ราคาประหยัด
• มีประโยชน์สำหรับคำเตือน "การรั่วไหลขั้นต้น" ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม

ข้อผิดพลาดทั่วไป

• ความไวข้ามต่อ VOCs/น้ำยาทำความสะอาด ผลกระทบของความชื้น การขึ้นต่ออุณหภูมิ
• การเปลี่ยนแปลงดริฟท์และการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานมักต้องใช้กลยุทธ์การสอบเทียบและการชดเชย

หลักการ E — การนำความร้อน (แบบ TCD / คาทาโรมิเตอร์)

ดีที่สุดสำหรับ: การตั้งค่าทางอุตสาหกรรมเฉพาะเจาะจงที่ก๊าซเป้าหมายเปลี่ยนแปลงการนำความร้อนอย่างรุนแรงโดยสัมพันธ์กับก๊าซพื้นหลัง หรือเป็นส่วนหนึ่งของระบบการวิเคราะห์
มันทำงานอย่างไร: อุณหภูมิของลวดความร้อน (และความต้านทาน) จะเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับว่าก๊าซที่อยู่รอบข้างนำความร้อนได้ดีแค่ไหน การเปลี่ยนแปลงนั้นวัดเพื่ออนุมานความเข้มข้น

จุดแข็ง

• หลักการทางกายภาพง่ายๆ
• มีประโยชน์ในบริบทการวิเคราะห์ก๊าซบางอย่าง

การแลกเปลี่ยน

• เลือกได้น้อยกว่าวิธีสเปกโทรสโกปี เว้นแต่ว่าก๊าซ/พื้นหลังจะได้รับการควบคุมอย่างดี
• พบได้ทั่วไปในเครื่องมือวิเคราะห์มากกว่าเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของ HVAC ในตลาดมวลชน