Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Gassensorer lyder den smolende brannalarmen

Anonim

Røykvarslere er overalt, men tusenvis av mennesker dør i branner årlig. Branngass detektorer, som oppdager karbonmonoksid og nitrogenoksid, identifiserer branner i et tidlig stadium. Takket være et nytt måleprinsipp utviklet av Fraunhofer forskere, vil disse dyre sensorer snart være billige og klar for massemarkedet.

annonse


Som stjernene blinker i himmelen høyt over huset, ligger folk som sover i sengene sine. Det er bare en vanlig natt - og likevel, på denne kvelden er slumrerens liv på spill: Et kabel smolder bort og giftig karbonmonoksid sprer seg ubemerket gjennom rommet. Røkdetektoren stenger ikke alarmen fordi den reagerer bare på røyk, noe som ikke alltid produseres i en smolende brann. Kort sagt er romets beboere i stor fare.

Pålidelig registrerer karbonmonoksid

Gassensorer kan vekke folk i tide og redde livet. Forskere ved Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques IPM i Freiburg har utviklet en slik sensor. Det gjenkjenner en brann, ikke av røyk, men av karbonmonoksid det gir ut. Nitrogendioxyd, som produseres litt senere i løpet av brannen, utløser også alarmen. Selv de minste mengdene av disse gassene er tilstrekkelig. "Sensorene er ekstremt følsomme, så de reagerer svært tidlig i brannens utvikling. Tross alt teller hvert sekund, " forklarer Dr. Carolin Pannek, en forsker ved IPM.

Livssparende karbonmonoksid sensorer av denne typen er allerede tilgjengelige i dag, men de er for dyrt for massemarkedet. Videre krever de vedlikehold og bruk mye strøm. Kommersielt tilgjengelige halvledergassensorer er billigere, men kan ikke skille mellom forskjellige gasser. Det er ikke tilfelle med den nye sensor typen skapt av IPM forskerne. "Vi reagerer kun på karbonmonoksid og nitrogenoksid, det ignorerer andre gasser. Ved å bruke roll-to-roll-behandling, kan vi produsere sensorene veldig billig, noe som gjør det rimelig for forbrukerne, " bekrefter Pannek.

Dette skyldes primært fargene i kjernen av sensoren. Akkurat som en lås bare åpnes med en bestemt nøkkel, responderer hver farge bare på en bestemt gass. Dermed inneholder sensoren en fargestoff for karbonmonoksid og en annen for nitrogenoksid. Det virker ved å ha et lite LED-lyseblått lys inn i en bølgeleder belagt med en polymer inn i hvilken fargestoffene er blitt blandet. Lyset beveger seg i en sikksagbane til den andre enden av bølgelederen, der den møter opp med en detektor. Hvis luften i rommet er normalt, lyser belegget lilla - noe som betyr at det absorberer bare en liten mengde blått lys og lar det meste av det blå lyset nå detektoren. Hvis det imidlertid er karbonmonoksid i luften, lyser fargen gul. Det gule fargestoffet absorberer mer blått lys - så den totale mengden lys som kommer til detektoren er lavere. Under en gitt terskelverdi går denne alarmen ut. For å oppdage nitrogenoksid inneholder forskerne en andre bølgeleder belagt med et annet fargestoff.

Koster litt mer enn en røykvarsler

Forskerne var forsiktig med å sørge for at sensoren kunne produseres kostnadseffektivt i bulk - ingen vil gjerne grave mye dypere i lommen enn de ville for en konvensjonell røykvarsler, selv om gassensorer gir betydelig mer beskyttelse. "Når masseproduserte, vil sensorene koste omtrent det samme som røykvarslere - og betydelig mindre enn brann gassdetektorer som for tiden er tilgjengelige, " mener Panneck.

For å lage sine branngassensorer bruker forskerne de samme komponentene som finnes i røykvarslere og supplerer dem med de optiske bølgeledere. Elektronikken bestemmer terskelen der sensoren skal utløse alarmen. For å produsere disse komponentene har forskerne samarbeidet med en industripartner for å utvikle en roll-to-roll-prosess som ligner på avisutskrift som kan skrive ut 15 000 målesystemer på en kontinuerlig rulle. Prosessen er både egnet for masseproduksjon og kostnadseffektiv. Men det vil sikkert ta noen år for gassensorene å bli så allestedsnærværende i stue og soverom som røykvarslere er nå.

annonse



Historie Kilde:

Materialer fra Fraunhofer-Gesellschaft . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.