Asiaa kaasuhälyttimien turvallisuudesta

By 13.6.2017 Uutiset

Mitä tulee tietää sähkökemiallisten antureiden eliniästä? Varastointisäilyvyydellä ja käyttöiällä on väliä kun puhutaan kaasun valvonnasta sähkökemiallisten kennojen avulla.

Kuinka pitkään hyllyssä?

Tässä yhteydessä varastointisäilyvyydellä tarkoitetaan aikaa anturin valmistuksesta ensimmäiseen käyttöön. Sähkökemiallisten kennojen säilyvyydeksi ilmoitetaan yleensä 6 kuukautta valmistuksesta, olettaen, että niitä varastoidaan ideaaliolosuhteissa 20 ˚C lämpötilassa. Osa tästä ajasta kuluu väistämättä laitteen valmistukseen sekä toimittamiseen asiakkaalle. Tästä johtuen asiakkaan tulisi suunnitella hankinnat niin, että varastointiaika jää mahdollisimman lyhyeksi.

Kuinka pitkään käytössä?

Käyttöiällä tarkoitetaan tässä aikaa anturin käyttöönotosta siihen, kun se ei enää sovellu käyttötarkoitukseensa. Äärimmäisen täydellisissä olosuhteissa, jossa lämpötila pysyy melko vakiona 20 ˚C tuntumassa ja suhteellinen kosteus n. 60%:ssa eikä epäpuhtauksia esiinny, sähkökemiallisten kennojen tiedetään kestäneen yli 4000 päivääkin. Jaksottaiset altistumiset mitattavalle kaasulle eivät lyhennä näiden pienien polttokennojen elämää: korkealaatuisisssa antureissa on runsaasti katalyyttistä materiaalia sekä vahvat johtimet, jotka eivät kulu reaktion vaikutuksesta. Jatkuvat ideaaliolosuhteet ovat kuitenkin harvinaisia, joten kaasuhälyttimien kanssa on syytä pelata varman päälle. Yleisten sähkökemiallisten kennojen (kuten häkä ja rikkivety) normaali käyttöikä onkin yleensä n. 2-3 vuotta. Epätavallisempien kaasuantureiden, kuten vetyfluoridin, käyttöikä saattaa olla vain 12-18 kuukautta.

sensors-300x171

sensor-lifespan-thumb-400x546-220x300

Käyttöikään vaikuttavat tekijät

Lämpötilojen ääripäät voivat vaikuttaa anturin toimintaan. Valmistaja määrittää käyttölämpötilan laitteelle, tyypillisesti n. -30 ̊C – +50 ̊C. Korkealaatuiset anturit kestävät kuitenkin hetkittäisiä ylityksiäkin. Esim. CO- ja H2S-antureille lyhyet, maksimissaan kahden tunnin altistumiset 60-65 ̊C:een lämpötiloille ovat vielä hyväksyttäviä. Pidemmät altistumiset aiheuttavat elektrolyytin haihtumista ja sitä kautta nollatason heittelyä sekä hitaampaa vastetta. Anturit puolestaan menettävät herkkyyttään matalissa lämpötiloissa. Sähkökemiallinen anturi saattaa toimia aina -40 ̊C asti, mutta voi menettää herkkyyttään jopa 80% ja reagoida kaasuun paljon hitaammin. Myös elektrolyytin jäätymisen riski on olemassa -35 ̊C alapuolella. Altistuminen suurelle kaasupitoisuudelle voi myös heikentää anturin toimintaa. Kennot testataan tyypillisesti kymmenen kertaa suuremmalla kaasupitoisuudella, kuin mille ne on mitoitettu. Korkeluokkaista katalyyttiä sisältävien anturien tulisi kestää tällaiset ylitykset, kun taas vähemmän katalyyttiä sisältävät saattavat kärsiä vaurioita. Merkittävin tekijä käyttöiästä puhuttaessa on kuitenkin ilmankosteus. Kuten aiemmin todettiin, optimi käyttöolosuhteet ovat 20 ̊C ja 60% suhteellinen kosteus. Suhteellisen kosteuden ylittäessä 60% vettä alkaa absorboitua elektrolyyttiin, mikä laimentaa liuosta. Äärimmäisissä tapauksissa, nestesisältö voi jopa 2-3 kertaistua aiheuttaen kennossa mahdollisia vuotoja. Alle 60%.n kosteuksilla elektrolyytti puolestaan alkaa kuivua, jolloin kennon vasteaika pitenee.

Muiden kaasujen vaikutus

Muiden kuin mitattavien kaasujen (erityisesti rikkivedyn) vaikutusta sähkökemialliseen kennoon voidaan vähentää kemiallisella suodattimella. Tällaisten suodatinten sietokyky ilmoitetaan yleensä ppm:nä tunteja kohti, joten käyttöikä riippuu vahvasti altistuksen määrästä. Suodattimen tullessa kylläiseksi, esim SO2- ja H2S-antureiden ristikkäisherkkyys toisilleen kasvaa.

Mistä tietää kennon lakanneen toimimasta?

Viimeisten vuosikymmenten aikana on lanseerattu useita menetelmiä, joiden väitetään kertovan, onko sähkökemiallinen kenno lakannut toimimasta. Useimmat näistä ovat kuitenkin epäluotettavia ja ainoa varma tapa tarkistaa sähkökemiallisen kennon toimivuus on ajaa siihen kaasua ja mitata sähköinen vaste, eli suorittaa joko bump-testaus tai kalibrointi. Totuus on, etteivät sähkökemialliset kennot ole vikaturvallisia. Ne tuottavat nollaa vastaavan virran puhtaassa ilmassa ja tekevät sen edelleen käyttöiän päätyttyäkin, vaikka ympäristössä olisikin mitattavaa kaasua. Laitteet voivat kuitenkin ilmoittaa olosuhteista, jotka ovat saattaneet vaikuttaa sen toimintakykyyn. Älykkäät kaasuhälyttimet rekisteröivät esimerkiksi lämpötilavälin ylitykset tai alitukset sekä ilmoittavat, jos kaasupitoisuus on ylittänyt kyseisen anturin rajat. Tällaisen tiedon saadessaan käyttäjä voi varmistaa laitteen reagoivan kaasuun suorittamalla bump-testin.

kaasu_worldCloud2-1024x685