Eigenschaften katalytischer Ex-Sensoren – Einsatzbereiche und Messaufgaben stellen unterschiedliche Anforderungen. In explosiven Arbeitsumgebungen ist der Einsatz zuverlässiger Gasmessgeräte lebenswichtig. Die Auswahl des passenden katalytischen Ex-Sensors hängt dabei von den jeweiligen Messanforderungen ab.

Diese wiederum stellen unterschiedlichste Ansprüche an die Sensoreigenschaften bezüglich Langlebigkeit und Kalibrierintervalle, Schockresistenz, Vergiftungsresistenz sowie die Zone 0, 1, 2-Zulassung.

Je nach Messanforderung kommt es bei katalytischen Ex-Sensoren auf unterschiedliche Eigenschaften an.

Dabei ist ihr Eigenschaftsprofil häufig ein Kompromiss: Ist ein Sensor perfekt auf eine der fünf Sensoreigenschaften ausgelegt, zeigt er meist Schwächen in einer anderen.

Ein für alle Anwendungen ideales Design gibt es nicht. Katalytische Ex-Sensoren werden in tragbaren Gasmessgeräten zur Messung explosibler Gasatmosphären in unterschiedlichen Anwendungsbereichen für verschiedene Messaufgaben eingesetzt.

Dabei kommt es je nach Anwendungsbereich mal mehr, mal weniger darauf an, ob die Sensoren explosible Gase und Dämpfe detektieren können, besonders langlebig, schock- oder vergiftungsresistent sind oder für welche Ex-Zone sie zugelassen sind.

Detektion von explosiblen Gasen und Dämpfen

Pellistorperlen können bei verschiedenen Arbeitstemperaturen bzw. Sensorleistungen eingesetzt werden. Ein perfekt auf Dämpfe optimierter Sensor, etwa zur Detektion von Nonan, hat gleichzeitig nicht mehr die optimale Empfindlichkeit für explosible Gase wie z. B. Methan.

Sind diese katalytischen Ex-Sensoren allerdings so genannte Breitbandsensoren, können sie für die ganze Reihe der Kohlenwasserstoffverbindungen sowie anderer explosibler Stoffe eingesetzt werden.

Die Grafik zeigt, dass katalytische Sensoren in der Reihe der explosiven Kohlenwasserstoffverbindungen Methan (C1), Propan (C3), Hexan (C6), Nonan (C9) typischerweise an Empfindlichkeit verlieren.

Ein Methan justierter Sensor ist also für die Warnung vor Nonan-Dämpfen, wie etwa Diesel, nicht unbedingt tauglich. Zum Beispiel weisen die als Breitbandsensoren konzipierten katalytischen Ex-Sensoren von Dräger typischerweise einen deutlich geringeren Empfindlichkeitsverlust in der Reihe C1 bis C9 auf (s. Grafik). Eine sichere Ex-Warnung ist so immer gegeben.

Im Rahmen höherer Sicherheitsansprüche bedeutet dies umgekehrt, dass die enger zusammen liegenden C1 bis C9 Kennlinien der Dräger-Sensoren zu weniger Fehlalarmen bei Anwesenheit geringer Methan-Konzentrationen führen.

Langlebigkeit und Kalibrierintervalle

Auch bei Ex-Messgeräten, die nicht benutzt werden, kommt es zu einem Empfindlichkeitsverlust der Sensoren. Die Folge: Sie müssen regelmäßig nachkalibriert werden.

Dabei gilt generell: Kleinere Pellistorperlen, die wenig Strom verbrauchen und eine bessere Schockresistenz aufweisen, zeigen gleichzeitig eine dramatisch höhere Drift und damit eine geringere Langlebigkeit.

Zudem sind kürzere Kalibrierintervalle notwendig. Wichtig ist, dass ein katalytischer Ex-Sensor eine hohe Signalstabilität aufweist und dadurch sehr langlebig ist.

Schockresistenz

Ein perfekt stoß- und schockresistenter Sensor arbeitet meist mit gut geschützten, quasi „in Watte gepackten" Pellistorperlen.

Ein solcher Sensor weist allerdings gleichzeitig eine nur geringe Empfindlichkeit auf explosible Dämpfe auf. Wenn dagegen die Ex-Sensoren in den Messgeräten gepuffert aufgehängt sind, wird die Schockresistenz vom Gerät übernommen - die Dampfempfindlichkeit bleibt erhalten.

Vergiftungsresistenz

Ein perfekt vergiftungsresistenter Sensor arbeitet mit H2S-Filterscheiben und Silikonfiltern aus organischen Materialien. Silikonfilter werden bisher in katalytischen Sensoren nicht standardmäßig eingesetzt, da diese die Dampfempfindlichkeit der Sensoren schmälern.

Andererseits werden katalytische Ex-Sensoren der neuen Generation mit H2S-Filterscheiben ausgerüstet. Der Grund: Die Lebensdauer von Sensoren wird deutlich verlängert - etwa bei Sensoren, die bei Kanalbegehungen im Abwassermarkt eingesetzt werden.

Zulassung: Ex-Zonen 2, 1 und 0?

Im Allgemeinen werden tragbare Gasmessgeräte in Ex-Zonen der Zone 1 oder 2 eingesetzt - damit in Bereichen, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann.

Zone 0 Bereiche - also solche, in denen eine dauerhaft explosionsfähige Atmosphäre herrscht - gehören typischerweise nicht zu den klassischen Einsatzgebieten. So sind etwa die katalytischen Ex-Sensoren der neuen Dräger Safety-Messgeräte klassisch mit Flammenschutzsperren ausgestattet.

Sie werden eigensicher gespeist, druckfest gekapselt und für die Zonen 2 und 1 in der Temperaturklasse T4 zugelassen.

Aufgrund von Einschränkungen der Langlebigkeit wurde von Dräger Safety bisher kein katalytischer Sensor für die Zone 0 in der Temperaturklasse T4 zugelassen.

Beim Einsatz von Messgeräten mit katalytischen Sensoren kommt es somit vor allem auf den Anwendungsbereich und die jeweilige Messaufgabe an. Die Qualität der Produkte ist dabei entscheidend.

Besonders in diesem Punkt kommt es auf gute Beratungs- und Serviceleistungen an. Hersteller und Händler beraten und helfen bei der Auswahl des richtigen Messgerätes und der richtigen Sensortechnik.

Kontakt:
Christine Reimann, PR Managerin
Drägerwerk AG, Lübeck
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