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[Fachartikel] Kalibrierung von Gaswarnanlagen – Teil 2

17. November 2016 | ABGS GmbH | Kategorie Wissen

Gemische 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:

Methan	CH4	E = 0,9 mV/%UEG	UEG = 4,4 %V/V
Propan	C3H8	E = 0,5 mV/%UEG	UEG = 1,7 %V/V
Wasserstoff	H2	E = 0,8 mV/%UEG	UEG = 4,0 %V/V
Acetylen	C2H2	E = 0,6 mV/%UEG	UEG = 2,3 %V/V
Butan	C4H10	E = 0,4 mV/%UEG	UEG = 1,4 %V/V
Ethen	C2H4	E = 0,6 mV/%UEG	UEG = 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:

Substanz	Formel	Testgas-konzentration	ppm SO2	Unterdrückung
Acetylen (Ethin)	C2H2	200 ppm	<= 140	> 1,43
Ammoniak	NH3	200 ppm	<= 0,5	> 400
Arsenwasserstoff	AsH3	5 ppm	<= 20	> 0,25
Butadien	CH2CHCHCH2	50 ppm	<= 50	> 1
Chlor	Cl2	10 ppm	<= 5	> 2
Cyanwasserstoff	HCN	20 ppm	<= 12	> 1,7
Disilan	Si2H6	10 ppm	<= 50	> 0,2
Ethanol	CH3OH	250 ppm	<= 1	> 250
Ethen	C2H4	1000 ppm	<= 4	> 250
Fluorwasserstoff	HF	15 ppm	<= 0,5	> 30
Kohlenstoffmonoxid	CO	200 ppm	<= 1	> 200
Propan	C3H8	1 %V/V	<= 1	> 10000
i-Propanol	(CH3)2CHOH	500 ppm	<= 0,5	> 1000
Schwefelwasserstoff	H2S	20 ppm	<= 60	> 0,33
Stickstoffdioxid	NO2	50 ppm	<= 60	> 0,83
Toluol	C6H5CH3	1 %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.

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