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[Fachartikel] Kalibrierung von Gaswarnanlagen – Teil 2

17. November 2016 | ABGS GmbH | Kategorie Wissen

Fachartikel-ReiheGemische mehrerer bekannter brennbarer Substanzen
Können mehrere Gase gleichzeitig auftreten, so wird als Kalibriergas das Gas ausgewählt, auf welches der Sensor am unempfindlichsten reagiert. Nach den Faustregeln ist dieses auch meistens das Gas mit der niedrigsten UEG (Untere Explosionsgrenze) und damit auch das gefährlichste Gas (Gilt nicht für einen Infrarotsensor!).

Folgende Gase können vorkommen:

MethanCH4E = 0,9 mV/%UEGUEG = 4,4 %V/V
PropanC3H8E = 0,5 mV/%UEGUEG = 1,7 %V/V
WasserstoffH2E = 0,8 mV/%UEGUEG = 4,0 %V/V
AcetylenC2H2E = 0,6 mV/%UEGUEG = 2,3 %V/V
ButanC4H10E = 0,4 mV/%UEGUEG = 1,4 %V/V
EthenC2H4E = 0,6 mV/%UEGUEG = 2,3 %V/V

Erfolgt die Kalibrierung auf Butan, so werden alle anderen Gase mit zu hoher Empfindlichkeit angezeigt, man ist auf der sicheren Seite.

Unbekannte brennbare Medien (Ex-Detektion)
Es geht darum, Kohlenwasserstoffe zu detektieren. Der Wärmetönungssensor wird möglichst empfindlich kalibriert, so dass zuverlässig die Konzentration vieler Substanzen eher zu hoch als zu niedrig angezeigt wird. Für derartige Kalibrierungen haben sich die Toluol- oder Nonan-Kalibrierung bewährt, denn hierdurch wird das Gaswarngerät etwa vier bis fünfmal empfindlicher eingestellt als auf Methan. Falsch ist es, in einem solchen Fall auf und mit Methan zu kalibrieren. Es gibt nämlich praktisch keine Gase, auf die der Wärmetönungssensor empfindlicher wäre als auf Methan. Man befindet sich also mit diesem Vorgehen auf der unsicheren Seite.

Gemische mehrerer bekannter toxischer Substanzen

Querempfindlichkeiten und Selektivität:
Der Begriff Querempfindlichkeit sagt aus, das ein Sensor nicht nur auf das Zielgas reagiert, sondern auch auf andere Gase. Beim Wärmetönungs- und Infrarotsensor hingegen spricht man nicht von Querempfindlichkeit, diese Sensoren sollen ja sogar möglichst viele brennbare Gase und Dämpfe detektieren. Auch unter den elektrochemischen Sensoren gibt es einige, die auf ganze Stoffgruppen empfindlich sind, zum Beispiel der NH3-Sensor, der auch Amine detektiert, der Cl2-Sensor, der auch Brom und Fluor detektiert, der H2S-Sensor, der auch andere Schwefelverbindungen detektieren kann, … . Man spricht von definierter oder messtechnisch ausnutzbarer Querempfindlichkeit, die auch Grundlage der Ersatzkalibrierung ist. Der allgemeine Fall allerdings ist, dass man es eher mit Querempfindlichkeiten zu tun hat, die das Messsignal in bestenfalls vorhersehbaren Größenordnungen beeinflussen können. Solche Querempfindlichkeiten findet man im Sensordatenblatt aufgelistet.

Beispiel für einen SO2-Sensor:

SubstanzFormelTestgas-konzentrationppm SO2 Unterdrückung
Acetylen (Ethin)C2H2200 ppm<= 140> 1,43
AmmoniakNH3200 ppm<= 0,5> 400
ArsenwasserstoffAsH35 ppm<= 20> 0,25
ButadienCH2CHCHCH250 ppm<= 50> 1
ChlorCl210 ppm<= 5> 2
CyanwasserstoffHCN20 ppm<= 12> 1,7
DisilanSi2H610 ppm<= 50> 0,2
EthanolCH3OH250 ppm<= 1> 250
EthenC2H41000 ppm<= 4> 250
FluorwasserstoffHF15 ppm<= 0,5> 30
KohlenstoffmonoxidCO200 ppm<= 1> 200
PropanC3H81 %V/V<= 1> 10000
i-Propanol(CH3)2CHOH500 ppm<= 0,5> 1000
SchwefelwasserstoffH2S20 ppm<= 60> 0,33
StickstoffdioxidNO250 ppm<= 60> 0,83
ToluolC6H5CH31 %V/V<= 1> 10000

Bezug auf geltende Normen, Richtlinien, Verordnungen und Regeln:
Merkblatt T 021 (DGUV Information 213-056) Gaswarneinrichtungen für toxische Gase/Dämpfe und Sauerstoff, Merkblatt T 023 (DGUV Information 213-057) Gaswarneinrichtungen für den Explosionsschutz

Literatur: Wolfgang Jessel, Gase-Dämpfe-Gasmesstechnik

Gastautor: Dipl.-Ing. Dieter Seyfert

Dieser Artikel erscheint in unserer monatlichen Fachartikel-Reihe über ausgewählte Themen der Gaswarntechnik, Gasmesstechnik, Gebäudetechnik und Sicherheitstechnik. Sie können diese Artikel über den RSS-Button abonnieren. Eine Einbindung in fremde Webseiten ist nur ungekürzt und mit Quellenangabe und Link zu diesem Artikel gestattet.

© 2016 ABGS GmbH – Dipl.-Ing. Dieter Seyfert

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