Принцип работы датчиков угарного газа – руководство для производителей оборудования по созданию надежных систем обнаружения угарного газа.

На пути от «понимания принципов» к «стабильному массовому производству» (UL2034 / EN50291 / UL2075) инженеры столкнутся с проблемами и трудностями…

На пути от «понимания принципов» до «стабильного массового производства» (UL2034 / EN50291 / UL2075) будут рассмотрены проблемы и болевые точки, которые волнуют клиентов, использующих датчики CO, в отношении продукции, технических аспектов и цепочки поставок.

Параметр

Продукт

Технические

Поставки

1

10 год стабильности

Соответствие стандартам UL2034 / EN50291

Стабильная поставка

2

согласованность сигналов тревоги

Наличие калибровочных данных

Опыт сертификации

3

Низкий уровень ложных срабатываний

Прослеживаемость

Доставка по времени

В качестве решений для систем сигнализации OEM / ODMПроизводитель с более чем 20-летним опытом работы. CFS проанализирует первопричины проблем каждого клиента и предложит решения.

Параметр

Болевые точки

Коренные причины

Решения

1

Ложные тревоги

Мешающие газы

Алгоритмы защиты от помех

2

Нет будильника

Влияние температуры

Температурная компенсация

3

Несоответствие партий

Без калибровки

100% калибровка

4

Неудача сертификации

Отклонение кривой

Стандартные алгоритмы

В этом блоге будет представлено ясное и краткое введение в проектирование и изготовление датчика угарного газа (CO), являющегося ключевым элементом системы безопасности, принимающим решения.

Почему большинство проектов по внедрению датчиков угарного газа терпят неудачу после сертификации?

Почему у разных марок одного и того же « датчика CO » наблюдаются такие огромные различия в показателях прохождения сертификации, частоте ложных срабатываний и послепродажном обслуживании?

За более чем два десятилетия работы над проектами для европейских и американских OEM-клиентов мы неоднократно сталкивались с одними и теми же проблемами:

  • Образцы проходят лабораторные испытания, но после начала массового производства количество жалоб увеличивается.
  • Несоответствие времени срабатывания сигнализации в разных партиях одной и той же модели.
  • Задержка или отсутствие сигналов тревоги при низких температурах (-10℃).
  • Многочисленные отзывы клиентов о ложных срабатываниях и нестабильных звуковых сигналах приводят к высокому проценту возвратов.

По сути, эти проблемы связаны не с тем, «был ли обнаружен угарный газ или нет», а с тем, что принципы работы датчиков не были должным образом разработаны и внедрены, что приводит к искажению в цепочке «обнаружение-оценка-сигнализация».

  • В проекте EN 50291 примерно 30% отказов при первоначальной проверке обусловлены следующими причинами: отклонение кривой времени срабатывания сигнализации (связанное с взаимодействием отклика датчика и алгоритма).
  • Согласно статистике послепродажного обслуживания OEM-клиентов, более 35% возвращенных товаров после тестирования работают нормально. Причина: пользователи неправильно понимают сигнал тревоги (в основном, это связано со стабильностью выходного сигнала датчика и его выражением).
  • В условиях массового производства, если не проводится 100% калибровка, отклонение выходных сигналов между различными партиями датчиков может достигать ±15–25%, что непосредственно приводит к следующим последствиям:
    • Неисправность при выборочной проверке UL2034
    • EN50291 нестабильность времени срабатывания сигнализации

Как на самом деле работают датчики угарного газа

Датчик угарного газа является ключевым компонентом для определения концентрации CO в воздухе и представляет собой «сердце» сигнализации об обнаружении CO . К распространенным типам относятся электрохимические, полупроводниковые и инфракрасные датчики NDIR.

В настоящее время большинство представленных на рынке датчиков используют электрохимические датчики. Принцип работы датчика угарного газа (CO) следующий: газ CO диффундирует в датчик → на рабочем электроде происходит реакция окисления → генерируется микроток (уровень мкА) → он преобразуется в сигнал концентрации (ppm).

Также вы получите информацию о структуре и производстве датчиков CO по ссылке: Как разработать стабильные по производительности датчики CO.

Как работает детектор угарного газа?

Принцип действия электрохимического датчика угарного газа аналогичен принципу действия дымового извещателя . По сути, это одно и то же: обнаружение → сигнал → оценка → срабатывание сигнализации.

Если вас также интересуют принципы работы дымовых извещателей , вы можете узнать о них больше.

UL2034 против EN50291 против UL2075 – что действительно важно?

Многие OEM-заказчики сосредотачиваются на «сертификации» и «цене», но пренебрегают «принципом работы датчика» и тем, как работает датчик CO, что влияет на весь процесс реализации проекта и даже на его успех. Существует четыре распространенных заблуждения.

1. Рассмотрение датчиков как «независимых компонентов», а не как «ядер системы».

Многие менеджеры по закупкам или продуктовые менеджеры сосредотачиваются только на:

  • Бренд сенсоров
  • Цена
  • Продолжительность жизни

Но они упускают из виду:

 Датчики — это всего лишь «источники сигналов», но истинным определяющим фактором производительности является «конструкция системы».

датчик угарного газа, изготовленный на заказ, 10 лет CFS 1511A
датчик угарного газа, изготовленный на заказ, 10 лет CFS 1511A
10 лет датчик CO CFS оптовая продажа 3119D
10 лет датчик CO CFS оптовая продажа 3119D

2. Игнорирование стандартных требований к «соотношению времени и концентрации».

Например, время срабатывания сигнализации о концентрации CO согласно стандарту UL 2034.

  • 70 ppm: Отсутствие сигнала тревоги в течение 60 минут
  • 150 ppm: Сигнал тревоги в течение 10–50 минут
  • 400 ppm: Сигнал тревоги в течение 4–15 минут

Это означает:

Речь идёт не о "сигнале тревоги сразу после обнаружения", а о "сигнале тревоги в соответствии с временной кривой".

Аналогичным образом, стандарт EN 50291 требует:

  • 100 ppm: Сигнал тревоги в течение 10–40 минут
  • 300 ppm: сигнал тревоги в течение 3 минут

Это предъявляет чрезвычайно высокие требования к скорости отклика датчика и алгоритмическому управлению, исходя из принципа работы электрохимического датчика CO.

3. Игнорирование факторов окружающей среды (температура/влажность/мешающие газы)

Особенно в стандарте EN 50291:

  • низкотемпературное испытание -10°C
  • Испытание в условиях высокой влажности
  • Анализ на мешающие газы (спирт, водород)

Без механизма компенсации выходной сигнал датчика будет сильно смещен. CFS В ходе проектирования продукта были учтены факторы окружающей среды и проведены соответствующие испытания.

Специализированный датчик CO. Низкотемпературное тестирование. CFS
Специализированный датчик CO. Низкотемпературное тестирование. CFS

CFS низкотемпературное тестирование датчика CO

Пользовательский датчик CO и проверка влажности CFS
Пользовательский датчик CO и проверка влажности CFS

CFS тест влажности с датчиком CO

Это показатель чувствительности датчика к различным газам.

ГазЦБКЭквивалентное количество CO
Водород (H2)1000ppm
Метан (CH4)Гептан  1000ppm 
БутанИзопропиловый
Этанол (C2H6O)Фреон R22
HMDS (пары кремния)Ацетон
Толуолциклогексан
ТрихлорэтанДвуокись углерода (CO2)
Диоксид азота (NO2)этилен  200ppm 
формальдегидАммиак (NH3)
КсилолДиоксид серы (SO2)
Уксусная кислотаЭтилацетат
Ацетилен (C2H2)200ppm

Если вы хотите узнать больше о датчиках угарного газа, пожалуйста, свяжитесь со специалистами по датчикам угарного газа.

4. Приравнивание «прохождения лабораторных испытаний» к «стабильности в массовом производстве» вводит в заблуждение.

Стандарт UL2075 (испытания на содержание CO на системном уровне) подчеркивает, что долговременная стабильность и надежность системы важнее, чем результаты одного испытания. Однако на многих заводах отсутствуют следующие требования:

  • Скрининг на старение,
  • Контроль стабильности партии,
  • Отслеживаемость данных.
CFS Испытание электрических характеристик
CFS Испытание электрических характеристик

Как создать надежную систему обнаружения угарного газа (решение для производителей оригинального оборудования)

Основываясь на нашем опыте работы с проектами, проектированием и производством в соответствии со стандартами UL2034, EN50291 и UL2075, мы отгрузили в общей сложности 1 000 000 датчиков CO. Мы рекомендуем OEM/ODM -заказчикам начинать проектирование со следующих четырех аспектов.

1. Правильный выбор датчика

Пожалуйста, выберите распространенный электрохимический датчик ( https://customfiresecurity.com/product-type/co-sensor ). Его основные преимущества включают:

  • Высокая точность
  • Низкое энергопотребление
  • Соответствует стандартам UL/EN.

CFS Компания предлагает специализированные системы управления батареями (BMS) для хранения энергии, а также датчики CO для топливных элементов с жестким и малым основанием, размером от 5 до 50 мм.

LDCS1511B BMS — специализированный датчик угарного газа (для систем хранения энергии).

Срок службы: 5 лет

Датчик угарного газа LDCS3119B с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119C с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119Y с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Вы можете выбрать подходящий датчик CO в зависимости от размера и срока службы вашего изделия. Также доступна индивидуальная настройка в соответствии с вашими требованиями.

2. Обработка сигналов и алгоритмы (основы)

Выходной сигнал датчика ≠ Логика срабатывания сигнализации

Необходимо добавить следующее:

  • Алгоритм температурной компенсации
  • Компенсация дрейфа
  • Модель интеграла концентрации по времени

Например: В стандарте UL2034:

  • Сигнал тревоги не срабатывает при 70 ppm (во избежание ложных срабатываний).
  • Сигнал тревоги срабатывает с задержкой на уровне 150 ppm (безопасный предел).

Речь идёт о реализованных алгоритмах, а не о самом оборудовании.

3. Калибровка и контроль стабильности (критически важны для производства)

Без калибровки стабильность отсутствует.

Необходимо достичь следующих результатов:

  • 100% калибровка газа (обязательно)
  • Многоточечная калибровка (например, 50 ppm / 100 ppm / 300 ppm)
  • Пакетный статистический анализ

В противном случае:

  • Различное время срабатывания сигнализации оборудования
  • Непрохождение проверки качества образцов UL.
Оригинальные детекторы дыма и угарного газа.  CFS Калибровка CO
Оригинальные детекторы дыма и угарного газа. CFS Калибровка CO

4. Управление жизненным циклом (ориентировочно по стандарту UL2075)

Включено:

  • Проверка датчиков на старение (48–72 часа)
  • Долгосрочные испытания на дрейф
  • Проверка криогенных характеристик

Стандарт UL2075 подчеркивает, что система должна оставаться стабильной в течение длительного периода эксплуатации.

CFS В ходе проектирования продукта были учтены факторы окружающей среды и проведены соответствующие испытания.

Долгосрочное тестирование пользовательского датчика CO. CFS
Долгосрочное тестирование пользовательского датчика CO. CFS

CFS Долгосрочное тестирование датчика CO

CFS Компания является производителем датчиков угарного газа (CO) на протяжении более 20 лет; она может предложить индивидуальные решения по датчикам CO, датчики CO для систем BMS и промышленные модули обнаружения CO. Если у вас есть какие-либо идеи или проекты, пожалуйста, свяжитесь с нашими специалистами прямо сейчас.

Пример из практики – от несоответствия стандарту EN50291 до стабильного массового производства.

Европейский OEM-заказчик, ранее использовавший недорогое решение:

Проблемы:

  • Не прошел испытания по стандарту EN50291 при низких температурах.
  • Нестабильное время срабатывания сигнализации
  • На рынке зафиксированы ложные срабатывания сигнализации.

Решение для оптимизации:

  • Заменили электрохимический датчик.
  • Дополнительная температурная компенсация
  • Внедрена 100% калибровка.
  • Скорректирован алгоритм оповещения.

Результаты:

  • Пройден тест EN50291 с первой попытки.
  • Количество жалоб снизилось на 38%.
  • Процент возврата снизился на 31%

Резюме

Сертифицированный датчик угарного газа должен одновременно соответствовать следующим требованиям:

  • Правильный принцип измерения
  • Точное управление алгоритмом
  • Строгая калибровка производства
  • Долгосрочный стабильный жизненный цикл

Для OEM-заказчиков при выборе поставщика не следует сосредотачиваться на следующем:

  • Цена
  • Один датчик

а скорее:

  • Обладают ли они "возможностями в области системной инженерии".
  • Понимают ли они на самом деле стандарты UL2034 / EN50291 / UL2075?

Если у вас также возникли вопросы о причинах ложных срабатываний датчика угарного газа, о том, почему детектор угарного газа не обнаруживает угарный газ, в чем разница между стандартами UL2034 и EN50291 и как откалибровать датчик угарного газа, пожалуйста, свяжитесь с CFS Итак, мы предлагаем вам несколько решений.

Начните свой проект по созданию собственного датчика угарного газа.

  • Получите бесплатную техническую оценку
  • Контрольный список рисков получения сертификации
  • Обсудите ваши OEM-требования

FAQ

Различия в алгоритмах и калибровке.

Для проектов, соответствующих стандартам UL/EN, это обязательное требование.

Да, особенно в части низкотемпературных и экологических испытаний.

Проведение испытаний CO на коммерческом/системном уровне (например, систем управления зданием, промышленных систем).

Сопутствующее оборудование

LDCS1511B BMS — специализированный датчик угарного газа (для систем хранения энергии).

Срок службы: 5 лет

Датчик угарного газа LDCS3119B с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119C с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119Y с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS2819 с мягкой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS2219 с мягкой опорой

Срок службы: 10 лет

LDCS1511A BMS — специализированный датчик угарного газа (для систем хранения энергии).

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119D с мягкой опорой

Срок службы: 10 лет

Датчик угарного газа LDCS3119A с жесткой опорой

Срок службы: 10 лет

Статьи по теме