SPECIALIZARE: SISTEME INFORMATICE DE MONITORIZARE A MEDIULUI [623824]

UNIVERSITATEA TEHNICA “GHEORGHE ASACHI” DIN IASI

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA, ENERGETICA SI INFORMATICA APLICATA

SPECIALIZARE: SISTEME INFORMATICE DE MONITORIZARE A MEDIULUI

Proiect IMCPM
Detector de gaz metan PREVENT M cu electrovalva

Buchila Paul -Neculai
Grupa 6503

CUPRINS
1. Definitie
2. Dotare/funcții
3. Generalitati
4. Cauzele scurgerilor de gaze
5. Specificatii tehnice
6. Principiul de functionare
7. Schema unui cip de gaz
8. Schema electrica a detectorului de gaz
9. Specificatii pentru instalare
10. Concluzii

1. Definitie
Un detector de gaze este un aparat dotat cu senzori care permit detectarea prezenței unor gaze în
mediul ambiant.
Acest tip de detector este folosit frecvent în echipamente de siguranță, pentru a detecta apariția
(scăpările) de gaze toxice, inflamabile etc…, astfel încât acestea să nu atingă niveluri periculoase pentru
sănătate și/sau incinta respectivă și sursa de gaz să fie oprită automat.
Aparatul poate fi folosit în interiorul locuințelor, rulotelor și bărcilor și funcționează fie cu un bloc de
alimentare de la rețea 220 V/12 V sau la rețeaua de bord a rulotei/bărcii.
2. Dotare/funcții
– senzor gaz încălzit
– detectează gazul aerian, gaze naturale, metan, butan și propan
– funcția auto‐testare
– asigurat contra declanșării accidentale, de ex. pentru gaze organice
– alarmă optică/acustică (sirenă 85 dB)
– funcționare fie la rețeaua de bord de 12 V, fie printr‐un bloc de alimentare la rețeaua de 220V/12V
3. Generalitati
Gazul distribuit permite publicului larg sã recunoascã orice scurgeri datoritã unui miros
caracteristic. Cei mai multi oameni pot detecta acest miros la nivele destul de scã zute ale concentratiilor
de gaz (2% LIE sau mai puțin), dar anumite infirmitãti sau înaintarea în vârstã poate duce la o reducere a
acestei sensibilitãți a mirosului. LIE (Limita Inferioarã de Explozie) a gazului defineste raportul minim de
volum de gaz sa u vapori combustibili din aer în care se va forma o atmosferã explozivã.
Detectorul este calibrat sã porneascã alarma înainte de 9% din LIE a gazului detectat. Asadar,
este posibil ca o persoanã sã simtã miros de gaz înainte ca alarma sã fi e activatã. Aceastã situatie nu
indicã în mod necesar o defectare a dispozitivului. O crestere treptatã a concentratiei gazului poate, de
asemenea, sã treacã neobservatã datoritã oboselii mirosului.
Prin instalarea detectoarelor, puteti împ iedica intoxicatiile cu gaz, sufocãrile si exploziile.
Detectoarele permit sesizarea acumulãrilor de gaz (metan, butan, propan, monoxid de carbon – în
functie de tipul de detector ales), înainte ca acestea sã devinã periculoase pentru viata si bunurile
dum neavoastrã. Alarma este localã, atât auditivã cât si vizualã. Conditiile în care are loc arderea sunt
diferite si depind de concentrația gazului.
Când nivelul concentrației de gaz este între LIE (Limita Inferioarã de Explozie) si LSE (Limita
Superioarã de Explozie) si existã o sursã de aprindere, amestecul de gaz va arde si va exploda. Fiecare
aparat este proiectat si calibrat pentru un anumit gaz, asadar un aparat calibrat pentru un anumit gaz nu
poate fi folosit pentru a detecta un alt gaz.

4. Cauzele scurgerilor de gaze
Cea mai probabilã cauzã a scurgerilor de gaze în gospodãriile casnice sunt aparatele casnice si
legãturile dintre aparate si instalatiile fixe din clãdiri. Cea mai obisnuitã cauzã a degajãrilor de gaze sunt
aparatele casnice, deoarece acestea pot fi mutate si pot suferi deteriorãri. O altã cauzã a degajãrilor de
gaze, în special dacã se folosesc aparate pentru gãtit si boilere fãrã flacãrã de veghe, este stingerea
flãcãrii sau neaprinderea ei, fie datoritã vãr sãrii lichidului, fie datoritã curentilor de aer. Presupunând cã
sistemul de distributie fix din interiorul clãdirii a fost corect instalat si testat, acesta nu permite scurgeri
de gaz atâta timp cât este menținutã integritatea clãdirii sau conductele nu s unt deteriorate ca urmare
a unor lucrãri, socuri etc.
Cu excetția alunecãrilor de pãmânt care pot duce la deteriorarea clãdirii, o scurgere, în cazul
acestor instalatii, este foarte putin probabilã. Este posibil ca, de la o scurgere din ret ea, gazul sã
pãtrundã în interiorul unei clãdiri prin infiltrarea de -a lungul conductelor sau cablurilor. În acest caz,
gazul poate pãtrunde în orice încãpere de la parter sau de la subsolul clãdirii, în funcție de poziția
scurgerii, de structura de la sub sol etc. Existã posibilitatea ca detectorul de gaz sã fie situat în altã
încãpere, în care nu existã o concentratie sesizabilã de gaz, asadar gazul nu va fi detectat. În majoritatea
cazurilor, scurgerea de gaz are loc la presiuni scãzute si, chiar dacã deb itul este mare, datoritã dispersiei,
efectul gazului este putin important. Ce poate si ce nu poate sã facã detectorul de gaz metan:
Acest dispozitiv este proiectat pentru a detecta nivelul inacceptabil de gaz din încãprere,
provenit din cup toare, aparate casnice care nu funcționeazã în mod adecvat, sau din alte surse. El va
avertiza în legãturã cu prezenta gazului înainte de a fi atinsã valoarea de 9% a LIE pentru metan.
Detectorul nu poate detecta o scurgere de gaz la un alt etaj al clãdirii. Detectorul de gaz va
indica prezenta gazului doar în apropierea senzorului, dar gazul poate fi localizat și în alte zone.
Gazul metan , fiind mai usor decât aerul, are tendinta de a umple întregul volum situat deasupra
nivel ului scurgerii. Anumiti factori, cum ar fi sursele de cãldurã si de aerisire, pot modifica acest
comportament. În general concentratia de deasupra nivelului unei scurgeri va fi egalã sau mai mare
decât concentratia de sub nivelul scurgerii. Detectorul de g az tebuie instalat deasupra nivelului unei
posibile scurgeri de gaz, si aproape de tavan (de obicei la 0,3 m de la tavan), într -un loc în care
deplasarea aerului nu este împiedicatã de mobilã și ornamente.
Unde nu ar trebui instalat un detector de gaze:
 într-un spatiu închis (de exemplu într -un dulap sau în spatele unei perdele); direct
deasupra unei chiuvete; ·
 în zone cu circulatie puternicã a aerului, unde este instalatã aerisirea, sau lângã o
usã sau o fereastrã;
 prea aproape de cãile de deschidere sa u aerisire deoarece miscarea aerului în
aceste locuri este intensã si poate duce la scãderea concentrației de gaz;
 într-un loc umed;
 într-un loc în care temperatura poate sã scadã sub – 10 ° C sau sã depãseascã 40 ° C;

 în locuri în care murdãria si praf ul pot contramina senzorul.
 detectorul nu trebuie instalat deasupra sau în apropierea aragazului deoarece pot sã
aparã degajãri mici de gaze la pornire, iar acestea pot genera alarme false. Trebuie
sã tineti cont de faptul cã instalarea lângã aragaz poate duce la alarmã declansatã
de vaporii de la gãtit si nu de scurgeri de gaze.

5. Specificatii tehnice detector de gaz metan PREVENT M cu electrovalva

Senzor ……………………………………………………..Semiconductor SnO2
Alimentare……………………………….230 VAC ( -15% +10%) 50/60Hz
Putere absorbitã ……………………………………………………………….3 VA
Gaz detectat ………………………………………………………………. ….Metan
Interval de alarmare ………………………………………….. 3% – 20% L.I.E.
Punct de reglare a alarmei …………………………………………….9% L.I.E.
Timp de stabilizare inițialã …………………………………. …………..2,5min
Indicatori:
o Alimentare …………………………………………………….LED verde
o Alarmã vizualã …………………………………………………LED rosu
o Defectiune………………………………………….. ………..LED galben
o Alarmã sonorã. ………………………………………min. 85 dB la 1m
Durata de functionare a senzorului …………………………………….. 5 ani
Valori nominale de contact releu: ………………………… …..8A 250 V AC
Temperatura de lucru …………………………… …. – 10 ° C pânã la +40 ° C
Temperatura de depozitare …………………… …. – 20 ° C pânã la +50 ° C
Umiditate: (fãrã condensare) ………………………………… 20% – 90% rH
Grad de protectie …………………………………………………………….. IP 42
Carcasa:
o Material …………………………………………………………… . ABS V0
o Culoare ………………………………………. ……. ………………….. albã
Dimensiuni ……………………………………….. … 115mm x 75mm x 43 mm
Masã ………………………………………………………………………………. 300 g

6. Principiul de functionare
Senzorul de gaz este compus din:
 elementul detector – un cip;
 o bază pentru cipul detector ;
 un capac prin care intră gazul;
Elementul folosit ca senzor de detectare conține materiale sensibile la un tip de gaz și un
element de încălzire a materialului sensibil. Sistemul de încălzire este setat la temperatura de lucru,
deoarece acest tip de senzor lucrează în principal, la temperatură înaltă (150 –600°C). În funcție de gazul
țintă, elementul sensibil va utiliza diferite materiale , cum ar fi dioxidul de staniu (SnO2), oxid de wolfram
(WO3) etc. Atunci când un cristal de oxid de metal, cum ar fi SnO2 este încălzit la o anumită temperatură
ridicată, oxigenul din aer, este absorbit pe suprafața cristalului primind o sarcină electrică negativă.
Electronii donatori din suprafața cristalului sunt transferați la oxigenul absorbit.
Pe microcristale se formează potențialul de suprafață negativ care va servi ca o barieră de potențial
împotriva unui flux de electroni (un curent) care a putea s ă circule între doi electrozi. Rezistența
electrică a acestui senzor este atribuită la această barieră de potențial.
7. Schema unui cip de gaz
Cipul constă dintr -o plăcuță din alumină, cu electrozi de aur intercalați, pe fața superioară.
Materialul senzitiv la gaz este imprimat ca o peliculă groasă peste electrozi. Pe fața inferioară (nevizibilă)
este un traseu rezistiv încălzitor, din platină. Cipul este încălzit printr -un circuit rezistiv care sesizează o
eventuală întrerupere a curentului de încălzire.

-Tensiunea VS alimentează divizorul format din rezistența Rs variabilă a senzorului și rezistența fixă RL.
-Tensiunea VO depinde de RS (de concent rația gazului). Tensiunea VH alimentează circuitul de încălzire
rezistiv. Prin tensiunea pe RE se poate sesiza dacă rezistența de încălzire s -a întrerupt.
Senzorii de gaz sunt dispozitive semiconductoare metal -oxid ce detectează gaze pe baza creșterii
conductivității electrice, atunci când gazele de sesizat sunt absorbite pe suprafața senzorului.
Majoritatea senzorilor au compuși din dioxid de staniu sinterizat a căror rezistență la aer curat este
foarte mare și scade dramatic, prin reacția chimică de r educere în prezența gazelor combustibile (metan,
propan, CO, hidrogen etc), vapori organici volatili (alcool, cetone, esteri, benzoli etc) și multe altele.

8. Schema electrica a detectorului de gaz

Atunci cand intrerupatorul este inchis, descarcarea cond ensatorilor creaza un curent electric astfel incat
bobina va genera un camp magnetic puternic pentru a inchide electrovalva, inchiderea acesteia se
realizeaza intro secunda.
1. Electrovalva poate fi actionata pentru inchidere in doua moduri:
a. Un impuls electric de 1 secunda (9V c.c.) ;
b. Prin apasarea butonului rosu (mai intai trebuie sa demontati capacul protector din plastic);
2. Atunci cand electrovalva este inchisa, trageti de butonul rosu vertical in sus pentru a debloca
electrovalva. Electrovalva va ramane deschisa.
3. Electrovalva se va inchide automat atunci cand primeste semnal de intrare de la sensor;
4. Dupa inchiderea electrovalvei se va realiza o inspectie a instalatiei de gaz. Umblati cu prudenta atunci
cand electrovalva trebuie repornita.

9. Spec ificatii pentru instalare
Locul de instalare a alarmei: pe o raza de 1,5 metri departare fata de scurgerile de gaz.
GPL-ul este mai greu decat aerul, alarma ar trebui instalata la o inaltime de 0,3 – 1,2 metri deasupra
pamantului. Gazul natural, gazul de huila si CO sunt mai usoare decat aerul, alarma ar trebui instalata la
o distanta de 0,3 – 1,2 metri fata de tavan.

Note de instalare:
 Nu lasati aparatul sa intre in contact cu fumul de la ulei sau in raza aburului de la
gatit;
 Nu instalati aparatul in zone neaerisite;
 Nu lasati alte materiale sa stea pe senzor, cum ar fi perdeaua de la fereastra;
 Nu instalati aparatul in zone cu vapori, cum ar fi baia.

10. Concluzii

 Este un detector pentru scurgerile de ga z metan în gospodãriile casnice;
 Pentru a asigura o protectie realã, un detector de gaz trebuie cuplat la o electrovalvã care sã
poatã opri alimentarea cu gaz ;
 Electrovalva este un dispozitiv electromagnetic special de siguranta, folosit pentru Inchiderea
conductei p rincipale de alimentare cu gaz in cazuri de urgent;
 Gazul natural este mai ușor decât aerul, deci orice scurgere va duce la o acumulare de gaz la un
nivel înalt într -o încăpere sau într -un spațiu închis. (Din acest motiv, instalatorul va amplasa
detectorul aproape de nivelul tavanului) ;
 GPL-ul (gazul petrolier lichefiat) este un amestec format în speci al din propan, butan sau
ambele;