Advies
Een gasmeter of gasdetector is een gasmeetinstrument dat de aanwezigheid van gassen detecteert. Gasmeters zijn er zowel voor vaste installatie als in mobiele en handzame vorm voor gebruik op batterijen. Er zijn gasmeters voor afzonderlijke gasvormige stoffen en in de vorm van een multi-gasmeter voor verschillende gassen. Hun gemeenschappelijke werkingsprincipe is dat als de concentratie van een gas in de omgevingslucht boven de respectieve specifieke grenswaarde stijgt, een visueel en meestal ook een akoestisch alarm afgaat. Tegenmaatregelen zoals het sluiten van de gastoevoer of het dichten van een lek kunnen dus onmiddellijk worden ingezet.
Elektrochemische sensoren
De kamerlucht wordt door een poreus membraan naar een elektrode geleid, waar het chemische oxidatie veroorzaakt. Afhankelijk van de sterkte van de oxidatie verandert de stroom die door de elektrode wordt geleid, waaruit de verontreiniging van de kamerlucht kan worden afgeleid.
Katalytische sensoren
Katalytische sensoren worden vaak aangetroffen in gasmeters voor het meten van brandbare, explosieve luchtverontreinigingen. Dergelijke gasmeetinstrumenten worden ook explosiemeters genoemd. Zij werken volgens het principe van weerstand evenredig aan verwarming: in een geïsoleerde monsterkamer wordt de kamerlucht over een katalysator naar een gloeiende draad geleid. Als het gehalte aan brandbare bijmenging boven de onderste explosiegrens ligt, treedt oxidatie op, waardoor de temperatuur van de gloeidraad en dus de weerstand stijgt. De verandering in weerstand ten opzichte van een referentiedraad kan via een brugschakeling als meetwaarde worden afgeleid.
Fotoionische sensoren
In de gasmeter gebruiken deze sensoren een UV-lamp met hoge fotonenergie. Ze kunnen een grote verscheidenheid aan chemicaliën detecteren. Als de ionisatie-energie van het monster van de kamerlucht lager is dan die van de lamp, komen er elektronen vrij die de stroom in een meetcircuit verhogen in verhouding tot de concentratie van de chemische stof in het monster.
Infrarood-sensoren
Een infraroodsensor in de gasmeter stuurt thermische straling (IR) door het luchtmonster. De energie van de sensorbundel wordt geabsorbeerd bij bepaalde golflengten, afhankelijk van de eigenschappen van het specifieke mengsel. Zo absorbeert koolmonoxide golflengten van ongeveer 4,2 tot 4,5 micron. De bij het monster gemeten golflengte wordt vergeleken met een golflengte buiten het absorptiebereik, waarbij het energieverschil evenredig is met de concentratie van de aanwezige gasvormige stof.
Gasmeters werken op vergelijkbare wijze met infrarode beeldsensoren, die verkrijgbaar zijn als actieve of passieve systemen. Voor actieve detectie scannen IR-beeldsensoren bijvoorbeeld een witte muur met een laser en zoeken in het teruggekaatste licht naar de golflengte van de absorptielijn van een specifiek doelgas. Passieve IR-beeldsensoren in gasmeters meten daarentegen spectrale veranderingen op elke pixel van een beeld en zoeken naar specifieke spectrale signaturen die wijzen op de aanwezigheid van het doelgas.
Halfgeleidersensoren
Halfgeleidersensoren - ook bekend als metaaloxidehalfgeleiders of MOS-sensoren - detecteren gassen via een chemische reactie wanneer het gas in direct contact komt met de sensor. Tindioxide is het meest gebruikte materiaal in halfgeleidersensoren. Detectie vindt plaats door verandering van de elektrische weerstand van de MOS-sensor wanneer deze in contact komt met het gas. De weerstand van tindioxide is bijvoorbeeld ongeveer 50 kiloohms in normale lucht, maar kan dalen tot ongeveer 3,5 kiloohms in aanwezigheid van slechts één procent methaan. Deze verandering in weerstand wordt gebruikt om de gasconcentratie te berekenen.
Gasmeters zijn altijd nodig wanneer het aandeel van bepaalde gasvormige stoffen in de lucht moet worden gemeten. Dit geldt uiteraard voor tal van industriële toepassingen, maar ook in het huishouden of in de vrije tijd kunnen bijvoorbeeld vrijkomende gassen een potentieel gevaar vormen.
Een veel voorkomende bron van gevaar is bijvoorbeeld aardgas, een brandbaar gasmengsel met een zeer hoog methaangehalte. Aardgas wordt gebruikt voor verwarming en als brandstof voor auto's en schepen. Propaan en butaan zijn andere gassen waarmee men in de vrije tijd en op het werk in aanraking kan komen. Zij zijn vloeibaar bij kamertemperatuur onder betrekkelijk lage druk, worden geleverd in stalen cilinders en worden bijvoorbeeld gebruikt als koelmiddel in airconditioners, voor verwarmingsdoeleinden, als LPG of ook om te koken op de camping of voor de gasbarbecue in de tuin.
Wanneer aardgas of vloeibaar gas uit defecte leidingen stroomt, vormt het een zeer explosief mengsel met de zuurstof in de lucht. Aardgas heeft een lagere dichtheid dan lucht en stijgt in de ruimte omhoog, terwijl vloeibare gassen door hun lagere dichtheid naar de grond zakken - een belangrijk gegeven bij het meten.
Koolmonoxide is zeer gevaarlijk voor mens en dier omdat het onzichtbaar en reukloos is. Het ontstaat meestal door onvolledige, zuurstofarme verbranding, bijvoorbeeld in gas-, hout- en oliekachels, maar kan ook ontsnappen uit gasgestookte straalkachels en verbrandingsmotoren. In principe is elk apparaat dat kolen, gas, olie, hout, benzine of diesel verbrandt een potentiële bron van koolmonoxide.
Niet alleen in industriële bedrijven, maar ook in veel hobbykelders behoren diverse chemicaliën tot de basisuitrusting. Zij kunnen ook de lucht die wij inademen zodanig verontreinigen dat een gevaar voor de gezondheid niet kan worden uitgesloten.
Typische chemicaliën zijn aromaten en alkyljodiden, olefinen, zwavelverbindingen, aminen, ketonen, ethers, alkylbromiden en silicaatesters, organische esters, alcoholen, aldehyden en alkanen.
Hoewel koolstofdioxide - kortweg CO2 - niet explosief of levensgevaarlijk voor de gezondheid is, zoals de eerder genoemde gassen, is het van cruciaal belang in de lucht binnenshuis. Een te hoog CO2-gehalte kan leiden tot hoofdpijn en duizeligheid.
In dit verband is het belangrijk de informatie op de displays van de desbetreffende meetapparatuur te lezen. Dit is "ppm", de afkorting van "parts per million". Eenvoudig gezegd zijn er zoveel moleculen van het gemeten gas in een miljoen luchtmoleculen.
Het aandeel kooldioxide in droge lucht bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 410 ppm. Volgens DIN EN 13779 wordt de luchtkwaliteit als goed beschouwd als de waarde lager is dan 800 ppm, tussen 800 en 1000 ppm is de lucht matig, tussen 1000 en 1400 ppm is de lucht slechts matig.
Er is sprake van een lage luchtkwaliteit wanneer de waarde hoger is dan 1400 ppm. Overigens bedraagt de maximale werkplekconcentratie (MAK) per achturige werkdag 5000 ppm.
Een apparaat dat niet direct tot de gasdetectoren behoort, maar toch de kwaliteit van de lucht meet, is de anemometer. Hij bepaalt de stroomsnelheid van de lucht, bijvoorbeeld bij airconditioners, ventilatoren of luchtafvoersystemen. De gemeten waarden kunnen belangrijk zijn in gebieden waar bewegende lucht opzettelijk of onopzettelijk gevolgen heeft voor mensen, dieren of opgeslagen goederen.
FAQ – veelgestelde vragen
Zijn er ook gasmeters voor het zuurstofgehalte van de lucht?
Zuivere zuurstof wordt niet alleen gebruikt in ziekenhuizen, maar ook voor lassen en solderen en als toevoeging aan het ademluchtmengsel voor duikers. Hoewel zuurstof geen direct giftig gas is, verhoogt het de kans op brand als het een te groot deel van de kamerlucht uitmaakt. Dit geldt vooral als er tegelijkertijd explosieve gassen zoals butaan, propaan of aardgas aanwezig zijn. Het zuurstofgehalte van de lucht wordt bepaald door speciale luchtzuurstofmeters, die zelfs de maximaal mogelijke duikdiepte voor duikers aangeven.
Waarom moeten gasmeters regelmatig worden gekalibreerd?
Hoe gevoeliger de sensor in de gasmeter, hoe groter het risico van afwijking van de standaardwaarden. Meetfouten worden bevorderd door onder andere hoge vochtigheid, warmte of te lange opslag. Dit kan worden voorkomen door regelmatige kalibratie. In dit proces wordt het gasmeters "gevoed" met een bekende gemeten variabele en vervolgens op deze waarde afgesteld.