Wissenswertes zu Gassensoren

Gassensoren erkennen bestimmte Gase und geben daraufhin ein elektrisches Signal ab, welches zur Erzeugung von Warntönen und anderen Sicherheitsmassnahmen verwendet wird. Bei dieser Detektion kommen chemische Prozesse zur Anwendung. Unterschiedliche Typen von Gassensoren reagieren empfindlich auf verschiedene Gase und haben zudem abweichende Toleranzgrenzen bezüglich der Konzentration der jeweiligen Gase. Gassensoren werden hauptsächlich zu Sicherheitszwecken oder zur Überwachung von chemischen Prozessen verwendet.

Wie funktionieren Gassensoren?

Gassensoren sind Chemosensoren. Das heisst, sie wandeln chemische Informationen aus der Umgebungsluft in elektrische Signale um. Wenn der Gassensor auf ein spezifisches Gas anschlägt, gibt er ein elektrisches Signal weiter. Auf Basis dieses elektrischen Signals können Warnfunktionen und Sicherheitsanwendungen von angeschlossenen elektronischen Komponenten initiiert werden.

Die meisten Gassensoren arbeiten mit chemischen Prozessen zur Erkennung von Gasen. Gassensoren mit chemischer Funktionsweise werden mit Stoffen beschichtet, die mit dem gesuchten Gas chemisch reagieren sollen, um den Nachweis für dessen Vorhandensein zu detektieren.

Um Gase in der Luft zu erkennen, spielen ihre chemischen Eigenschaften wie Molekülmasse und -stabilität, eventueller Magnetismus, Reaktionsverhalten auf andere Stoffe, Oxidierbarkeit und andere chemische Verhaltensweisen eine Rolle. Bei einer grossen Gruppe der Gassensoren beeinflusst die Reaktion mit den gesuchten Gasen direkt die elektrische Leitfähigkeit des Sensorbauteils. Diese Widerstandsänderung wird im Rahmen der umgebenden Schaltung zum Anlass für die Einleitung von Sicherheitsmassnahmen aufgegriffen. Beispielsweise die weit verbreiteten Metalloxid-Halbleitergassensoren (MOX) funktionieren so.

Ein weiteres Funktionsprinzip beruht auf thermischen Prinzipien. Hier ändert die chemische Reaktion des Sensors bei Vorhandensein des Gases entweder die Wärmeleitfähigkeit der Luft, was entsprechend erkannt wird oder es ergibt sich als Nebenprodukt der chemischen Reaktion ein Wärmeausstoss, der über sekundäre Temperaturmessungen ausgewertet wird.

Praxiswissen:

Damit es zu einer chemischen Reaktion kommen kann, müssen Luft und Reaktionsstoffe am Gassensor direkt aufeinandertreffen. Hierin begründet ist die grosse Schwachstelle von Gassensoren: Durch die permanenten Umgebungseinflüsse kommt es zum Verschleiss, wodurch die Sensoren ‚blind‘ werden können, also an Funktion verlieren. Deswegen hat sich in vielen Bereichen der Gassensor mit Steckverbindung zum regelmässigen und unkomplizierten Austausch durchgesetzt.

Eine Ausnahme von den chemischen Verfahren bilden NDIR-Gassensoren und Partikelsensoren, bei denen optische Verfahren zur Erkennung von Molekülkonzentrationen in der Luft zur Anwendung kommen. NDIR bedeutet NichtDispersiv-InfraRot, was sich aus dem Einsatz von Infrarotstrahlung bei der optischen Detektion herleitet.

Unser Praxistipp

Die Entwicklung und Herstellung von Gassensoren ist ein relativ junger Markt. Die Forschung der Hersteller läuft auf Hochtouren, um den Kunden immer präzisere, robustere und gleichzeitig günstigere Gassensoren anbieten zu können.

Wozu werden Gassensoren verwendet?

Gassensoren werden hauptsächlich für Sicherheitszwecke eingesetzt. Die Einsatzfelder sind sehr vielfältig, zum Beispiel im Explosionsschutz, zur Erkennung von Lecks an Gasleitungen, als Vergiftungsschutz mit Warnfunktion, zur Erkennung von flüchtigen organischen Verbindungen in Chemieanlagen, auf Mülldeponien oder beim Umgang  mit Lösungs- und Kühlmitteln, für Drogentests wie den Alkoholtest, zur Erkennung von Gasen bei der Automatensprengung aus krimineller Energie heraus oder zur Erkennung von chemischen Kampfstoffen.

Eine vielen Menschen geläufige Anwendung von Gassensoren ist die in Brandmeldern. Ausserdem werden in der Automobiltechnik zur Steuerung der Lambda-Sonde und zur Fahrzeugdiagnose sowie bei der Erhebung von Verkehrsemissionen Gassensoren eingesetzt. Auch die Luftgüte von Innenräumen kann mithilfe von Gassensoren erhoben und daraufhin optimiert werden. Gassensoren steuern hier neben Wellnessanwendungen auch Zwangsentlüftungen zum Beispiel bei Brand oder bei zu vielen Abgasen in einer Tiefgarage.

Welche Gassensoren gibt es?

Bei den Bauarten für Gassensoren stehen vier grundlegende Typen zur Auswahl:

1.    Fertige Geräte

Gassensoren als fertige Geräte sind sofort einsatzbereit. Sie geben optische und akustische Signale, wenn der Gassensor im Inneren sein spezifisches Gas erkennt. Achten Sie bei der Auswahl gegebenenfalls darauf, ob der Sensor selbst austauschbar ist, also bei Verschleiss unkompliziert durch gegen einen Stecksensor als Ersatz getauscht werden kann.

2.    Stecksensoren zur Gaserkennung

Die meisten Gassensoren aus unserem Shop können unkompliziert in andere Geräte wie Brandmelder, Explosimeter, Alkoholtestgeräte etc. eingesetzt werden. Meistens handelt es sich bei den genormten Anschlüssen für den Einsatz von Gassensoren um Steckverbindungen, so dass die chemischen Sensoren schnell und unkompliziert durch neue Detektoren ausgetauscht werden können.

 

3.    Sensor-Module für Schaltungen im Eigenbau

Daneben gibt es Gas-Sensor-Module auf Leiterplatten, mit den Sie elektrische Schaltungen im Selbstbau realisieren können.

 

4.    Evaluations-Set

Evaluationssets enthalten sowohl Messanschlüsse zur Gaserkennung als auch PC-Anschlüsse für die computergestützte Auswertung der Daten.

 

Was gibt es bei der Auswahl von Gassensoren zu beachten?

Wählen Sie im ersten Schritt ein Gas beziehungsweise mehrere Gase aus, die Sie mithilfe eines passenden chemischen Sensors erkennen wollen. Der Filter Passend für Gase in unserem Shop reduziert die Liste der angezeigten Produkte daraufhin auf relevante Suchtreffer.

Im zweiten Schritt sollten Sie die Kompatibilität der elektrischen und sonstigen technischen Eigenschaften mit Ihrem Einsatzzweck abgleichen. Das heisst, die Betriebsspannung, die Umgebungstemperatur und sonstige Hinweise in den Produktdatenblättern müssen unbedingt beachtet werden, damit der Gassensor zuverlässig funktioniert.

Unser Praxistipp

Einige Gassensoren können mehrere Gasarten erkennen. Solche Kombi-Modelle sind allerdings bauartbedingt anfälliger für Fehlauslösungen. Mono-Gas-Sensoren, die auf nur ein Gas spezialisiert sind, arbeiten präziser auch was die Ermittlung der Auslöseschwelle, also der mindestens notwendigen Gaskonzentration für die Erzeugung des elektrischen Warnsignals angeht.

In unserem Shop finden Sie eine grosse Auswahl an Gassensoren für unterschiedliche Gase:

Fragen und Anworten

Sind Rauch- und Brandmelder auch Gassensoren?

Manchmal handelt es sich dabei um Geräte mit Gassensoren, die empfindlich auf einen hohen Kohlenmonoxid-Gehalt in der Luft und andere chemische Indikatoren für ein Brandgeschehen anschlagen. Insbesondere die Rauchmelder werden abweichend auch gern als Partikelsensoren auf Basis optischer Erkennungsprozesse ausgeführt. Bei den Brandmeldern gibt es solche, die nicht auf Rauch, sondern auf Hitze reagieren, also thermisch auslösen. Rauchmelder und Brandmelder finden Sie ebenfalls bei uns.

Was ist ein Explosimeter?

Explosimeter sind transportable Warngeräte mit Gassensoren, die explosive Gas-Luft-Gemische erkennen und daraufhin laut Alarm schlagen oder merklich vibrieren. Dadurch soll verhindert werden, dass Menschen explosionsgefährdete Bereiche ohne Schutzausrüstung betreten. Diese Geräte für sicherheitsrelevante Messungen werden auch Ex-Messgeräte oder EXmeter genannt.

Wie teuer sind Gassensoren?

Gassensoren sind im Verhältnis zu den Schäden, die durch sie vermieden werden können, sehr billig. Diese Investition in mehr Sicherheit lohnt sich.

 

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