Per diversi settori, vengono utilizzati sensori di gas o rilevatori di gas diversi, come rilevatore di gas H2S, rilevatore di gas ch4 o rilevatore di gas PID voc, utilizzano sensori di gas diversi.
Il cuore di un rilevatore di gas risiede nella tecnologia dei sensori. Diversi tipi di sensori sono adatti a diversi gas, diversi scenari e diversi requisiti di precisione. Di seguito è riportata un'analisi completa dei principali tipi di sensori di gas, che consente di scegliere in base al gas target e alle esigenze di rilevamento (precisione, velocità di risposta, durata, costo).
Classificazione in base al principio di rilevamento:
1. Sensori a semiconduttore: per gas combustibili (come CH₄), COV e CO. Il principio è che il gas viene adsorbito sulla superficie di un ossido metallico, provocando una variazione di resistenza. Basso costo, lunga durata, sensibile ai gas combustibili e COV. Scarsa stabilità, facilmente influenzata dalla temperatura e dall'umidità, generalmente bassa precisione, scarsa selettività e deriva del punto zero. Utilizzato negli allarmi gas domestici e negli avvisi di sicurezza industriale-di fascia bassa.
2.Sensori di combustione catalitica: per gas combustibili (metano, propano, ecc.). Il principio è che il gas brucia sulla superficie di una perla catalitica, provocando una variazione della resistenza del ponte. Tecnologia matura, buona risposta lineare ai gas combustibili e lunga durata. Adatto solo per gas combustibili, ambienti che richiedono ossigeno-, catalizzatori facilmente avvelenati (solfuri, siliciuri) e rischio di incendio.
3. Sensori elettrochimici. Questi sensori vengono utilizzati per monitorare i gas infiammabili negli ambienti petroliferi, chimici e minerari per prevenire esplosioni. Mirano ai gas tossici (CO, H₂S, SO₂, O₃, ecc.) e all'ossigeno (O₂). I gas subiscono reazioni redox nell'elettrolita, generando una corrente proporzionale alla concentrazione. Offrono elevata sensibilità, buona selettività e basso consumo energetico, ma hanno una durata limitata (in genere 1-2 anni). Sono influenzati dalla temperatura e dall'umidità, sono suscettibili alle interferenze incrociate e richiedono una calibrazione periodica. Sono comunemente utilizzati nei dispositivi di protezione individuale portatili e per il monitoraggio mirato dei gas tossici nelle applicazioni industriali.
4. Sensori a infrarossi: questi sensori rilevano i gas attivi-a infrarossi (CO₂, CH₄, propano, refrigeranti, ecc.)|Basati sulla legge di Lambert-Beer, misurano l'assorbimento di specifiche lunghezze d'onda dell'infrarosso da parte del gas. Offrono una durata estremamente lunga, elevata stabilità, buona selettività, non sono influenzati dall'ossigeno e sono intrinsecamente sicuri. Sono più costosi e vengono utilizzati principalmente per il monitoraggio dell'anidride carbonica, l'analisi dei gas serra, il monitoraggio ad alta-precisione dei gas infiammabili e il rilevamento delle perdite di refrigerante.
5. Sensori a infrarossi: questi sensori rilevano i gas reattivi- a infrarossi (CO₂, CH₄, propano, refrigeranti, ecc.). Basati sulla legge di Lambert-Beer, misurano l'assorbimento di specifiche lunghezze d'onda dell'infrarosso da parte del gas. Offrono una durata estremamente lunga, elevata stabilità, buona selettività, non sono influenzati dall'ossigeno e sono intrinsecamente sicuri. Sono più costosi e vengono comunemente utilizzati per il monitoraggio del biossido di carbonio, l'analisi dei gas serra, il monitoraggio ad alta-precisione dei gas infiammabili e il rilevamento delle perdite di refrigerante.
6. Sensore di fotoionizzazione: mira ai composti organici volatili e ad alcuni gas tossici, utilizza una lampada a raggi ultravioletti per ionizzare le molecole di gas e misura la corrente ionica risultante. Ha una sensibilità estremamente elevata ai COV (livello ppb), una risposta rapida e misurazioni non-distruttive. Tuttavia, non è in grado di distinguere composti specifici (COV totali), è insensibile a determinati gas (come CH₄) e ha una durata limitata della lampada UV. Le applicazioni includono indagini di igiene industriale, rilevamento di perdite, monitoraggio di emergenze ambientali e indagini su siti contaminati.
7. Sensore ultravioletto: mira all'assorbimento di specifiche lunghezze d'onda della luce ultravioletta da parte di gas come ozono, cloro e vapori di mercurio (Legge di Lambert-Beer). Ha una lunga durata, una precisione estremamente elevata, una buona stabilità e praticamente nessuna interferenza. Tuttavia, è costoso e altamente specifico (un sensore in genere misura solo un gas). È ampiamente utilizzato per il monitoraggio online e l'analisi della concentrazione dell'ozono, il monitoraggio del cloro industriale e il monitoraggio delle emissioni di gas di combustione.
8. Sensore laser: mira a gas specifici (come CH₄, HCl, NH₃), utilizza uno spettro di assorbimento del diodo laser sintonizzabile per misurare linee di assorbimento specifiche. 7. **Sensore a ultrasuoni:** Sensibilità estremamente elevata (livello ppb), risposta estremamente rapida, selettività estremamente elevata e capace di telemetria a lunga-distanza (percorso ottico aperto). Sistema molto costoso e complesso. Utilizzato principalmente per il telerilevamento di perdite nei gasdotti di gas naturale, il monitoraggio della sicurezza regionale e l'analisi ad alta-precisione.
9. Sensore a ultrasuoni: Principio: l'avviso tempestivo di perdite si ottiene rilevando i segnali a ultrasuoni generati dalle perdite di gas. Caratteristiche: - Senza-contatto, capace di rilevamento a lunga-distanza. Adatto per il monitoraggio delle perdite in tubazioni ad alta-pressione e serbatoi di stoccaggio.
10. Sensore di conducibilità termica: Principio: rileva la concentrazione utilizzando le differenze nella conduttività termica del gas, comunemente utilizzata per l'idrogeno o gas ad alta-concentrazione. Caratteristiche: adatto per il rilevamento di concentrazioni elevate-, non richiede ossigeno. Precisione inferiore, facilmente influenzata dal flusso d'aria ambientale.