Bir soğutucu sensör şu şekilde çalışır: Çevredeki havanın örneklenmesi, sızan soğutucu akışkanın neden olduğu fiziksel veya kimyasal değişikliğin tespit edilmesi, bu değişikliğin elektrik sinyaline dönüştürülmesi ve ardından gaz konsantrasyonu belirli bir eşiği aştığında bir alarm veya kontrol eyleminin tetiklenmesi. Kesin mekanizma sensör teknolojisine bağlıdır: NDIR kızılötesi- katalitik boncuk- MOS yarı iletken- termal iletkenlikveya daha yeni MEMS özellik tabanlı yöntemler.
Başka bir deyişle, tek bir “soğutucu akışkan sensörü prensibi” yoktur. Farklı soğutucu akışkanlar ve uygulamalar farklı yöntemler kullanır. Örneğin birçok modern HVAC soğutucu akışkan dedektörü, kızılötesi tabanlı algılama halokarbonlu soğutucular için, hidrokarbonlu soğutucular için ise R290 ile de tespit edilebilir katalitik boncuk veya diğer yanıcı gaz teknolojileri.
Bir soğutucu sensörünün temel çalışma süreci
Çoğu soğutucu sensör aynı dört adımlı mantığı izler:
1) Hava algılama elemanına ulaşır
Ortam havası sensör muhafazasının içine yayılır veya bir algılama odasına çekilir. Sabit HVAC dedektörlerinde algılama elemanı genellikle toz, sıçrama ve kirlenmeyi azaltırken hedef gazın içeri girmesine izin verecek şekilde tasarlanmış bir mahfazaya monte edilir.
2) Soğutucu akışkan ölçülebilir bir özelliği değiştirir
Bu sensörün kalbidir. Sensör tipine bağlı olarak soğutucu:
- kızılötesi ışığı emer,
- Gaz karışımının ısı transfer özelliklerini değiştirmek,
- katalitik bir yüzeyde yanar ve ısı açığa çıkar veya
- algılama filminin elektrik direncini değiştirin.
3) Elektronik bu değişikliği konsantrasyon verilerine dönüştürür
Sensör elektroniği ham sinyali güçlendirir, doğrusallaştırır, telafi eder ve yorumlar. NDIR sistemlerinde bu, termopil bazlı sinyal koşullandırmayı içerebilir; MEMS tabanlı soğutucu sensörlerde yerleşik algoritmalar, ölçülen gaz özelliklerini konsantrasyon çıktısına dönüştürür.
4) Dedektör okumayı alarm eşikleriyle karşılaştırır
Gaz konsantrasyonu programlanan eşiği aşarsa sistem tetikleyebilir alarmlar, havalandırma, kapatma veya azaltma kontrolleri. Makine odalarında ve A2L sistemlerinde bu eşikler genellikle tahmin yerine kodlar veya standartlarla tanımlanır.
Ana soğutucu sensör prensipleri
1. NDIR kızılötesi sensörler
N anlamına gelir dağılmayan kızılötesi. Bu, soğutucu sızıntısını tespit etmek için kullanılan en yaygın prensiplerden biridir çünkü birçok soğutucu gaz, karakteristik dalga boylarında kızılötesi ışığı emer. Horiba, bir NDIR sensörünün tipik olarak bir IR ışık kaynağı, örnek hücre, optik filtre ve kızılötesi dedektörve gaz konsantrasyonunu belirlemek için belirli dalga boylarının zayıflamasını kullanır.
NDIR nasıl çalışır?
Örneklenen havanın içinden bir kızılötesi ışık ışını geçer. Soğutucu moleküller mevcutsa, belirli dalga boylarındaki ışığın bir kısmını emerler. Dedektör ne kadar ışık kaybolduğunu ölçer ve elektronik sistem bunu Beer-Lambert tarzı ölçüm mantığını kullanarak bir konsantrasyon okumasına dönüştürür.
NDIR soğutucu akışkanlar için neden popülerdir?
NDIR, sunduğu özellikler nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. iyi seçicilik ve uzun vadeli stabilite birçok soğutucu akışkan, özellikle halokarbonlar ve diğer IR-aktif gazlar için. Texas Instruments ayrıca termopil ön uçlarının yaygın olarak kullanıldığını belirtmektedir. NDIR algılama uygulamalarıSoğutucu madde tespit sistemleri dahil.
En uygun
NDIR birçok kişi için güçlü bir seçimdir HFC, HFO, CO₂ ve karışımlı soğutucu Sabit HVAC ve soğutma sistemlerinde kaçak tespit uygulamaları.
2. MEMS özellik bazlı soğutucu sensörleri
Daha yeni bir yaklaşım, mikro işlenmiş MEMS dönüştürücü değişiklikleri ölçmek için termodinamik özellikler Yalnızca optik absorpsiyona güvenmek yerine hava/gaz karışımının. NevadaNano, Moleküler Özellik Spektrometresi yaklaşımını, gömülü Joule ısıtıcı ve direnç termometresi; Soğutucu mevcut olduğunda gaz karışımının özellikleri değişir ve algoritmalar bunu konsantrasyona dönüştürür.
Bu prensip nasıl çalışır?
Sensör küçük bir elemanı ısıtır ve çevredeki gazın ısı transferini ve ilgili fiziksel davranışı nasıl etkilediğini izler. Soğutucu akışkanlar havanın termodinamik özelliklerini değiştirdiğinden, sistem ölçülen yanıttan soğutucu akışkan konsantrasyonunu çıkarabilmektedir.
Neden önemli?
Bu yaklaşım bazı yerlerde kullanılmaktadır. A2L ve A3 soğutucu sensörleri çünkü bazı uygulamalarda katalitik boncuk tasarımlarıyla karşılaştırıldığında dahili dengeleme, fabrika kalibrasyonu ve zehirlenmeye karşı güçlü direnç sunabilir.
3. Katalitik boncuk sensörleri
A katalitik boncuk sensör olarak da adlandırılan pelistör, klasik bir yanıcı gaz algılama yöntemidir. Kazanç kullanıldığını açıklıyor iki ısıtmalı boncuk Wheatstone köprüsünde: aktif bir boncuk ve bir referans boncuk. Yanıcı bir gaz aktif boncuğa ulaştığında, katalizör yüzeyinde oksitlenerek ısı üretir ve boncuğun elektrik direncini değiştirir. Devre bu farkı ölçer ve genellikle gaz seviyesini bildirir. %LEL.
Katalitik boncuk algılama nasıl çalışır?
- sensör boncukları ısıtır,
- yanıcı gaz aktif boncuğa ulaşır,
- oksidasyon ekstra ısı üretir,
- direnç değişiklikleri,
- köprü devresi bu değişikliği gaz okumasına dönüştürür.
En uygun
Katalitik boncuk sensörleri yaygın olarak kullanılır hidrokarbon soğutucular örneğin R290 propanyanıcılık tespitinin kritik olduğu yerlerde.
Sınırlamalar
Katalitik boncuk sensörleri şunlardan etkilenebilir: zehirlenme, aşırı maruz kalma ve oksijen mevcudiyetiBu nedenle bazı üreticiler kızılötesi veya MEMS yaklaşımlarını zorlu ortamlarda daha az bakım gerektiren alternatifler olarak konumlandırıyor.
4. MOS yarı iletken sensörler
Mos sensörler çalışıyor yüzey kimyası. Metal oksit algılama katmanı, gaz molekülleri ısıtılmış yüzeydeki oksijen türleri ile etkileşime girdiğinde elektrik direncini değiştirir. Teknik incelemeler, MOS gaz sensörlerini, çıkışı gaz/katı etkileşiminin neden olduğu iletkenlik değişikliklerine bağlı olan kondüktometrik cihazlar olarak tanımlamaktadır.
MOS nasıl çalışır?
Sensör, algılama materyalini yüksek sıcaklıkta tutar. Soğutucu akışkan veya başka bir gaz yüzeye ulaştığında, yüzey reaksiyonu yük taşıyıcılarının sayısını değiştirir ve bu da direnci değiştirir. Devre direnç değişimini ölçer ve gaz konsantrasyonunu tahmin eder.
En uygun
MOS sensörleri sıklıkla kullanılır düşük maliyet, kompakt boyut ve basit entegrasyon maksimum seçicilikten daha önemlidir.
Sınırlamalar
MOS sensörleri daha savunmasızdır nem etkileri, VOC çapraz hassasiyeti ve uzun vadeli sapmabu nedenle sıklıkla telafi ve dikkatli kalibrasyon stratejisi gerektirirler.
5. Termal iletkenlik sensörleri
A termal iletkenlik Sensör, gaz karışımının ısıyı nasıl aktardığını ölçer. Horiba, bu yöntemin ısıtılmış tel veya benzeri bir eleman kullandığını açıklıyor; Gazın termal iletkenliği değiştikçe element sıcaklığı ve elektrik direnci de değişir ve konsantrasyonun hesaplanmasına olanak tanır.
Nasıl Çalışır
Sızıntı yapan soğutucu, sensörün etrafındaki havanın termal iletkenliğini değiştirirse sensör, bu değişikliği ısıtılmış elemandaki direnç değişimi olarak algılar.
En uygun
Termal iletkenlik algılama bazı soğutucu akışkan uygulamalarında işe yarayabilir ancak genellikle daha az seçici NDIR'den daha iyidir çünkü belirli bir optik parmak izinden ziyade toplu gaz özelliği değişikliklerine yanıt verir. Horiba, TCD'nin bunu yaptığını açıkça belirtiyor seçicilik göstermemek aynı şekilde ve diğer gazlar da okumayı etkileyebilir.
Sensör soğutucuyu algıladıktan sonra alarm mantığı nasıl çalışır?
Soğutucu akışkan sensörü "gaz mevcut" olduğunda durmaz. Gerçek HVAC ve soğutma sistemlerinde okuma, bir değerle karşılaştırılır. tanımlanmış eşikve sistem daha sonra bir yanıtı tetikler. Neyin doğru eşik olarak sayılacağı, soğutucu sınıfına ve uygulamaya bağlıdır.
Makine odaları ve birçok A1 soğutucu akışkan için
ASHRAE kılavuzu, soğutucu dedektörü ayar noktasının aşağıdaki gibi olmasını gerektirir: geçerli Soğutucu Akışkan Konsantrasyon Limitinden (RCL) daha yüksek değilve daha yeni eklemeler, alarmları ve mekanik havalandırmayı harekete geçirmek için sızan soğutucu akışkanın yoğunlaşacağı yere yerleştirilen bir dedektörün gerekliliğini sürdürmeye devam ediyor.
A2L hafif yanıcı soğutucu akışkanlar için
UL, bu uygulamalara yönelik soğutucu akışkan algılama sistemlerinin şu şekilde değerlendirildiğini açıklıyor: LFL'nin %'iSızıntılardan kaynaklanan yangın riskinin azaltılmasına yardımcı olur. TI'nin A2L uygulama özeti aynı şekilde aşağıdaki standartlara uymak için kullanılan soğutucu sızıntı tespit sensörlerini de tartışıyor: UL 60335-2-40 gereksinimler.
Azaltma özellikli sistemler için
Eşik aşıldığında dedektör şunları tetikleyebilir:
- sesli/görsel alarmlar,
- havalandırma fanları,
- hafifletme kurulu,
- kompresör kapatma,
- veya başka bir güvenlik mantığı. Örneğin Carrier'ın A2L ek kılavuzunda, soğutucu konsantrasyonu LFL yüzdesinin üzerine çıktığında dağıtım modunu başlatan bir kontrol panosuyla iletişim kuran bir algılama sensörü açıklanmaktadır.
Yerleştirme neden sensör teknolojisi kadar önemlidir?
En iyi sensör bile yanlış yere kurulduğunda bir sızıntıyı gözden kaçırabilir. ASHRAE, makine dairesi dedektörlerinin yerleştirilmesini gerektirir sızıntıdan kaynaklanan soğutucu akışkanın nerede yoğunlaşacağıBu, yerleştirmenin beklenen sızıntı davranışını, hava akışını ve yoğunluk etkilerini takip etmesi gerektiği anlamına gelir.
Soğutucu akışkan tespitinin gerçekten önemli olmasının nedeni budur. sistem tasarımı problemisadece bir bileşen seçimi değil. Şu haklara ihtiyacınız var:
- algılama ilkesi,
- kalibrasyon,
- montaj yeri,
- eşik mantığı,
- ve çıkışları kontrol edin.
Hangi soğutucu sensör prensibi en iyisidir?
Evrensel bir kazanan yoktur.
- Birçok kişi için halokarbon soğutucular- N seçicilik ve stabilite açısından sıklıkla tercih edilir.
- İçin yanıcı hidrokarbonlar beğenmek R290- katalitik boncuk ve daha yeni MEMS özellik tabanlı yöntemler yaygın seçeneklerdir.
- İçin maliyete duyarlı gömülü ürünler- Mos hala kullanılabilir ancak dengeleme ve sapma kontrolü daha önemlidir.
- Basit dökme gaz özelliği ölçümüne ihtiyaç duyduğunuz uygulamalar için, termal iletkenlik Daha az seçici olmasına rağmen düşünülebilir.
SSS
Soğutucu akışkan sensörü sızıntıyı nasıl tespit eder?
Soğutucu akışkanın çevredeki havada neden olduğu özellik değişikliğini ölçerek bir sızıntıyı tespit eder. IR emilimi, ısı transferi değişimi, katalitik oksidasyon veya direnç değişimi, ardından bu sinyali bir konsantrasyon okumasına ve alarm çıkışına dönüştürür.
En yaygın soğutucu sensör tipi nedir?
Birçok modern HVAC soğutucu akışkan için NDIR kızılötesi seçiciliği ve kararlılığı nedeniyle en yaygın sabit tespit yaklaşımlarından biridir.
Tüm soğutucu sensörler aynı şekilde mi çalışır?
Hayır. Farklı sensörler farklı prensipler kullanır. NDIR, MEMS termodinamik özellik algılama, katalitik boncuk, MOS ve termal iletkenlik.
A2L soğutucu akışkanlar neden farklı algılama mantığına ihtiyaç duyar?
A2L soğutucu akışkanlar hafif derecede yanıcı olduğundan, sensör genellikle bir soğutucu algılama sistemi çok küçük bir oranda reaksiyona girecek şekilde tasarlanmıştır. LFL, etrafta yaygın olarak tartışılan % LFL UL rehberliğinde.
Sensör yalnızca alarm mı veriyor yoksa ekipmanı da kontrol edebiliyor mu?
Her ikisini de yapabilir. Birçok sistemde dedektör okuması tetiklemek için kullanılır. fanlar, azaltma panoları, alarmlar veya kapatma mantığı, yalnızca bir ekran uyarısı değil.
