Kanáriktól a modern érzékelőkig: A gázérzékelés rövid története

Huszonöt év, negyed évszázad. Leírni, kimondani is sok. Pedig pontosan ennyi ideje szállítja a Szenzortechnika Kft professzionális gázérzékelő megoldásait partnerei számára. Azonban az ember sokkal régebben dolgozik gázveszélyes környezetben, így a gázérzékelés története is messzebbre nyúlik vissza. Könnyű nyári anyagunkban azt nézzük át, hogyan védekeztek az emberek akkor, amikor modern érzékelőmegoldások még nem álltak rendelkezésre.

Gázveszély mindig is létezett, mióta az ősember tüzet gyújtott a barlangjában. Azonban a gázérzékelés csak néhány évszázada került a figyelem középpontjába a bányászati tevékenység teljes körű iparosításának idején.

Mérgező gázok - egy növekvő probléma

A közvélemény, a hétköznapok embere csak akkor ismerkedett meg először igazán a mérgező gázok veszélyeivel, amikor azok kezdtek komoly problémává válni a szénbányákban dolgozók számára.
A bányákban dolgozóknak gyakran kellett megküzdeniük a robbanásveszélyes gázok kockázatával, valamint a természetben előforduló mérgező gázok, például a metán finomabb, de ugyanolyan pusztító veszélyeivel. Történelmileg ezeket a természetesen előforduló szénhidrogéngázokat firedampnak nevezték, ami a német dampf (gőz) szóból származik.
A metán nyilvánvalóan a legjelentősebb volt ezek közül, mivel gyakran a szénképződés során keletkezett, és a bányászat során szabadult fel. Európa széniparának bővülésével és az újabb, mélyebb bányák építésével a 17. század második felében a bányászoknak minden korábbinál többször kellett megküzdeniük a gázveszéllyel.

Korai gázérzékelés - nyílt lángok és Davy-lámpák

A veszélyt nem igazán csökkentette, hogy a munkások gyakran gyertyákkal világították meg a környezetüket. Idővel (és nagyon sok robbanással, emberélettel később) a bányászok megtanulták, hogyan ismerjék fel a veszélyes gázok jelenlétét azáltal, hogy a lángok alakjának vagy színének bármilyen változását figyelték. Ha például a láng csúcsa sárgáról zöldeskékre változott, az biztos jele volt annak, hogy a terület veszélyessé vált.

Ennek a módszernek azonban nyilvánvaló korlátai vannak és ezen korlátok felismerése vezette Sir Humphry Daviest arra, hogy 1815-ben megalkossa a Davy biztonsági lámpát. Lényegében ez egy olajlámpa volt, amelyet úgy terveztek, hogy metánban gazdag környezetben is biztonságosan használható legyen. A láng zárt térben égett, megakadályozva, hogy a metán elég nagy mennyiségben jusson el hozzá ahhoz, hogy meggyulladjon. Az emberekhez hasonlóan a tűznek is szüksége van a túléléshez megfelelő mennyiségű oxigénre, ezért a bányászok egy biztonságos területen meggyújtották, és ha a láng a föld alatt tovább haladva pislákolni vagy kialudni kezdett, akkor képesek voltak az oxigénszintet elfogadható pontossággal megítélni. És bár a korai Davy-lámpáknak bizonyára voltak hibái, az alapötlet jó volt. Olyannyira, hogy a világ egyes területein még ma is használják a változatait.

Az ipari forradalom és a fogságban tartott kanárik

A metán mellett a szén-monoxid is ismert gáz volt, amely halálos veszélyt jelentett a bányászok számára - és ahogy a világ egyre jobban belelendült az ipari forradalomba, a veszélyek csak fokozódtak. 1896-ban robbanás történt a walesi Tylorstown Collieryben. A nyomozók egy John Haldane nevű tudóst, fiziológust, aki a gázok szakértője is volt, hívtak be, hogy segítsen meghatározni a baleset okát. Megállapította, hogy a robbanást a szén-monoxid felhalmozódása okozta, és ez a következtetés katalizátorként szolgált arra irányuló erőfeszítéseihez, hogy kidolgozza a szagtalan gáz kimutatásának módját.

Megoldása végül a gázérzékelés egyik legelterjedtebb (és vitathatatlanul egyik leghíresebb) formájává vált - a kanári a szénbányában.

A gyakorlat nem volt állatbarát megoldás, de objektív szemszögből nézve a madarak hasznosságát nem lehetett tagadni. Sokkal gyorsabb anyagcseréjük azt jelentette, hogy nyilvánvalóan beteggé és szorongóvá váltak, mielőtt a környéken tartózkodó embereknél látható tünetek jelentkeztek volna. Ha egy madár hangosan csiripelni kezdett vagy zörgött a kalitkája rácsaival, a bányászok tudták, hogy valami nincs rendben. Ha pedig a kanári elpusztult az gyakorlatilag az azonnali evakuálás jele volt.

Végül néhány bányász meglehetősen átgondoltan oxigénpalackokat helyezett a kalitkákba, így a madárnak nem kellett feltétlenül elpusztulnia ahhoz, hogy a figyelmeztetést átadja. Bár a teljes képhez hozzá tartozik, hogy ezt nem tiszta önzetlenségből tették - ha a madár visszanyeri eszméletét, nem kellene leállítaniuk a munkát, hogy új kanáriért menjenek. Sokan ezt a gyakorlatot a viktoriánus korszakhoz vagy korábbihoz kötik, de az Egyesült Királyságban még egészen 1986-ig alkalmazták ezt a módszert.

Az 1920-as évek - katalitikus érzékelők és digitális detektorok

Bár a kanári kétségtelenül hasznos volt a bányászok és a hasonló veszélyes területeken dolgozók számára, még mindig sokan voltak, akiknek kissé kellemetlen volt a használatuk gondolata, ezért folyamatosan új megoldásokat fejlesztettek ki. Ezek közül a legjelentősebb 1926-ban történt, amikor egy Oliver Johnson nevű tudós megalkotta a katalitikus érzékelőt.

Ez lényegében úgy működik, hogy a benne lévő gázt elégeti, és így megbízhatóan leolvassa a légkörben lévő gázokat. Zseniális megoldás volt egy évszázados problémára, egyetlen apró hátránya volt csupán: a leolvasáshoz folyamatos kézi működtetésre volt szükség (ami másképpen azt jelenti, hogy a felhasználóknak mindig folyamatosan le kellett nyomniuk egy gombot, ha tudni akarták, fenn áll e a gázveszély vagy sem).

1986-ban újabb jelentős továbbfejlesztése történt ennek a találmánynak, amikor a megjelentek a félvezetős érzékelők és a digitális megoldások. Ezek az érzékelők félvezető anyagokból készültek, és nagyjából hasonlóan működtek, mint a katalitikus érzékelők. A fő különbség az volt, hogy a fejlettebb változatok akkumulátorral működtek, így hosszabb ideig üzemeltek, és senkinek sem kellett gombot nyomogatnia.

Ezekből az eszközökből alakultak ki végül a modern hordozható gázérzékelő készülékek, melyeket a Szenzortechnika Kft is forgalmaz. A hordozható eszközök tökéletesek ismeretlen vagy változó gázintenzitású területeken dolgozó személyzet számára zárt környezetben, például csatornákban, nyílt ipari területeken. Fix gázérzékelő rendszereinket olyan területeken történő telepítésre terveztük, ahol a mérgező gázok állandó veszélyt jelent.

Nem tudja, Önnek melyik megoldásra van szüksége? Kérdezze munkatársainkat!