Gaswarnsystem für Wasserstoff

Bis heute werden für den Einsatz in Gaswarnanlagen zur Detektion toxischer Gase hauptsächlich Sensoren auf Basis der Elektrochemie benutzt, die eine für viele Anwendungen ausreichende Empfindlichkeit besitzen. Zu den systembedingten Nachteilen zählen allerdings die hohe Querempfindlichkeit auf Begleitgase oder Lösungsmittel, welche z.B. Fehlalarme bei Reinigungstätigkeiten auslösen kann, sowie der Empfindlichkeitsverlust nach dem Kontakt mit einer höheren Gaskonzentration. Ein weiteres Problem kann das Austrocknen des Elektrolyts mit folgendem Funktionsverlust sein.

Mit dem Einsatz von Halbleiter-Gassensoren nach physikalischem Arbeitsprinzip können die o.g. Einschränkungen weitgehend vermieden werden. Deshalb hat Bernt jetzt mit dem Gasprobennehmer GP2000HL die Baureihe der GP2000-Sampler für die Messung toxischer oder brennbarer Gase um eine Variante mit Halbleitersensor erweitert. Die Sampler werden überwiegend in Applikationen eingesetzt, in denen die Zugänglichkeit des zu überwachenden Bereiches eingeschränkt oder nicht gegeben ist.

In den für den Einsatz in Gaswarnanlagen wichtigen Kriterien Stabilität und Reproduzierbarkeit werden mit der aktuellen Generation der Halbleitersensoren die Werte der chemischen Sensoren erreicht, in den Kriterien Selektivität sowie Empfindlichkeit sogar deutlich übertroffen. In Anwendungen zur Luftgüteüberwachung, in der Gebäudetechnik und der Schwelbranderkennung werden Halbleiter-Gassensoren bereits erfolgreich eingesetzt.

Mit dem Gasprobennehmer GP2000HL besteht die Möglichkeit einer Gasentnahme aus Maschinen oder Abgaskanälen, in denen ein direkter Sensoreinsatz problematisch ist. Bei dem Aufbau einer Gaswarnanlage in Samplingtechnik kann eine Überprüfung oder Kalibration der Detektoren ohne Eingriff in den Produktionsablauf erfolgen.

Der GP2000HL besitzt ein robustes, industrietaugliches Gehäuse und ist für Dauerbetrieb ausgelegt. Für die Messung einer Vielzahl von toxischen und brennbaren Gasen sind Varianten mit Sensoren auf elektrochemischer oder katalytischer Basis oder mit vorgeschaltetem Pyrolyser lieferbar. Alternativ können die Detektoren auch als Diffusionssensor oder als tragbares Gerät ausgeführt werden.

Feldtest in der Halbleiterherstellung

Im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes Iessica (Fördernummer 16SV1533) wurde in einer Anlage zur Halbleiterproduktion ein Feldtest des GP2000HL Gaswarngerätes durchgeführt. Der Betrieb des GP2000HL erfolgte parallel zu den vorhandenen elektrochemischen Messstellen der H2-Raumluftüberwachung. Trotz des kleineren Messbereiches (HL-Sensor 0-500 ppm, EC-Sensor 0-2000 ppm) zeigte der Halbleitersensor keine Drift der Baseline.

Leistungsmerkmale GP2000HL

• eingebaute langlebige Messgaspumpe mit elektronischer Durchflussregelung
• Durchflussmesser mit Überwachung und potentialfreiem Kontakt
• Vor-Ort-Anzeige der Gaskonzentration
• ausrüstbar mit einer Vielzahl von Sensoren zur Detektion toxischer
• und brennbarer Gase
• gasführende Teile im Hinblick auf möglichst verlustfreie Beförderung des Messgases von der Entnahmestelle zum Sensor sowie geringe Speichereffekte ausgelegt

Eigenschaften des Halbleitersensors für H2

• vergleichsweise geringe Querempfindlichkeit gegenüber Störkomponenten wie Lösemittel, Alkohole etc.
• recht hohe Selektivität
• kleine Messbereiche realisierbar
• kein Verlust an Empfindlichkeit nach Beaufschlagung mit hohen Gaskonzentrationen
• katalytische Selbstreinigung sowie Reduzierung des Einflusses der Feuchte durch integrierte Beheizung auf 650°C
• stabiler Grundwiderstand der neuesten Sensorgeneration