Детектор угарного газа или детектор CO — это устройство, которое обнаруживает наличие газа угарного газа (CO) для предотвращения отравления угарным газом . В конце 1990-х годов Underwriters Laboratories изменила определение детектора CO с одной станцией и звуковым устройством на сигнализатор угарного газа (CO) . Это относится ко всем сигнализаторам безопасности CO , которые соответствуют стандарту UL 2034; [1] однако пассивные индикаторы и системные устройства, которые соответствуют UL 2075, UL называет их детекторами угарного газа . Большинство детекторов CO используют датчик с определенным, ограниченным сроком службы и не будут работать бесконечно.
CO — это бесцветный, безвкусный и не имеющий запаха газ, который образуется при неполном сгорании углеродсодержащих материалов. Его часто называют «тихим убийцей», поскольку он практически не обнаруживается людьми. В исследовании Underwriters Laboratories «шестьдесят процентов американцев не смогли определить никаких потенциальных признаков утечки CO в доме». [2] Повышенные уровни CO могут быть опасны для людей в зависимости от присутствующего количества и продолжительности воздействия. Меньшие концентрации могут быть вредными в течение более длительных периодов, в то время как для увеличения концентрации требуется уменьшение времени воздействия, чтобы быть вредными. [3]
Тем, кто живет в полностью электрических домах, детекторы CO не нужны, если только у них нет пристроенного гаража с неэлектрическим автомобилем или если резервный генератор используется слишком близко к жилым помещениям во время отключения электроэнергии. [4]
Детекторы CO предназначены для измерения уровня CO с течением времени и подачи сигнала тревоги до того, как опасные уровни CO накапливаются в окружающей среде, давая людям адекватное предупреждение о необходимости безопасно проветрить помещение или эвакуироваться. Некоторые подключенные к системе детекторы также оповещают службу мониторинга, которая может при необходимости направить аварийные службы.
Хотя детекторы CO не выполняют функции детекторов дыма и наоборот, также продаются комбинированные детекторы дыма/CO. [5] В домашних условиях некоторые распространенные источники CO включают открытое пламя, обогреватели, водонагреватели, засоренные дымоходы или работающий автомобиль или гриль в гараже. [6]
Устройства могут работать от батареи или переменного тока (с резервным аккумулятором или без него). Устройства с батарейным питанием рекламируют срок службы батареи до 10 лет. Газовые датчики в извещателях CO имеют ограниченный срок службы, обычно от двух до пяти лет. [7] Новые модели разработаны так, чтобы сигнализировать о необходимости замены после установленного периода. Все детекторы CO имеют кнопки «тестирования», как и детекторы дыма, но кнопки тестирования проверяют только батарею, электронную схему и зуммер, а не способность извещателя определять газ.
Согласно рекомендациям Национальной ассоциации противопожарной защиты по оксиду углерода , детекторы CO должны быть установлены в каждой спальной зоне жилого помещения, и каждый детектор должен быть расположен «на стене, потолке или в другом месте, как указано в инструкции по установке, прилагаемой к устройству». [8]
Детекторы CO доступны в виде автономных моделей или устройств, подключенных к системе, которые можно контролировать удаленно. [9]
Основная цель детекторов CO — подать звуковой сигнал, чтобы предупредить людей, находящихся в замкнутом пространстве, об опасном уровне угарного газа. Сигнализация должна обычно срабатывать через 40–165 минут, если концентрация повышается до 100 ppm, и через 4–15 минут при 400 ppm. Сигнализация не должна срабатывать слишком быстро, так как кратковременные ложные срабатывания могут побудить пользователей отключить сигнализацию, оставив их без защиты. [10] Сигнальные устройства могут отображать уровень CO. Существуют также измерительные приборы, предназначенные для отображения концентраций CO вплоть до низких, неопасных уровней, а не для обнаружения и предупреждения об опасных уровнях.
Было обнаружено, что некоторые детекторы без сертификации UL не срабатывают при указанном пороге или срабатывают в течение нескольких секунд. [10]
В некоторых случаях стоит отметить, что мигание красного цвета без сопровождающих звуков может указывать на другое состояние или просто информировать пользователя о неисправности. [11]
Существуют беспроводные устройства безопасности для дома, которые связывают датчики угарного газа с вибрирующими подушками, стробоскопами или пультом дистанционного оповещения. [ необходима ссылка ]
Ранние разработки использовали химический детектор, состоящий из белой прокладки, которая становилась коричневатой или черноватой в присутствии угарного газа. Такие детекторы дешевы, но дают только визуальное предупреждение. Поскольку в 1990-х годах количество смертей, связанных с угарным газом, возросло, стандартом стали звуковые сигналы тревоги.
Точки срабатывания сигнализации на детекторах угарного газа не являются простым уровнем тревоги (как в детекторах дыма), а функцией концентрации-времени. При более низких концентрациях, например, 100 частей на миллион (PPM), детектор не подает сигнал тревоги в течение многих десятков минут. При 400 PPM сигнал тревоги срабатывает в течение нескольких минут. Эта функция концентрации-времени предназначена для имитации поглощения угарного газа организмом, а также для предотвращения ложных срабатываний из-за кратковременных выбросов угарного газа из относительно распространенных источников, таких как сигаретный дым.
Доступны четыре типа датчиков, различающиеся по стоимости, точности и скорости реагирования. [12] Большинство детекторов не имеют сменных датчиков.
Детектор состоит из прокладки из цветного химиката, который меняет цвет при реакции с оксидом углерода. Однако они обеспечивают только качественное предупреждение о газе. Главное преимущество этих детекторов в том, что они самые дешевые, но недостатком является то, что они также предлагают самый низкий уровень защиты.
Одной из реакций, используемых для обнаружения оксида углерода, является каталитическое окисление дисульфитопалладата (II) калия:
По мере протекания реакции высвобождение атомарного палладия приводит к изменению цвета с желтого на коричневый и черный.
Биомиметический датчик работает по принципу гемоглобина, который темнеет в присутствии CO пропорционально количеству оксида углерода в окружающей среде. Он использует циклодекстрины , хромофор и ряд солей металлов . Это можно увидеть напрямую или подключить к инфракрасному источнику фотонов, такому как ИК- светодиод , а затем контролировать с помощью фотодиода . Срок службы батареи обычно составляет два-три года с обычными щелочными батареями, но литиевая батарея прослужит весь срок службы продукта. Датчики на основе биотехнологий имеют полезный срок службы шесть лет. Эти продукты были первыми, которые вышли на массовый рынок, но поскольку они стоят дороже других датчиков, они в основном используются в дорогих районах и автофургонах. Технология была улучшена и является самой надежной технологией, согласно отчету Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. [13]
Электрохимический детектор использует принцип топливного элемента для генерации электрического тока, когда обнаруживаемый газ вступает в химическую реакцию. Генерируемый ток точно связан с количеством оксида углерода в непосредственной близости от датчика. По сути, электрохимическая ячейка состоит из контейнера, двух электродов, соединительных проводов и электролита, обычно серной кислоты . Окись углерода окисляется на одном электроде до углекислого газа, в то время как кислород потребляется на другом электроде. Для обнаружения оксида углерода электрохимическая ячейка имеет преимущества перед другими технологиями в том, что она имеет высокоточный и линейный выход для концентрации оксида углерода, требует минимальной мощности, поскольку работает при комнатной температуре, и имеет длительный срок службы, который обычно составляет от пяти до десяти лет. Эта технология стала доминирующей технологией в Соединенных Штатах и Европе. [ необходима цитата ] Кнопки тестирования указывают только на эффективность работы батареи, цепи и зуммера. Единственный способ полностью проверить работу датчика CO с использованием электрохимической ячейки — это использовать известный источник калиброванного тестового газа, подаваемого в кожухе для поддержания уровня концентрации в течение периода тестирования.
Тонкие провода полупроводникового диоксида олова на изолирующей керамической основе обеспечивают датчик, контролируемый интегральной схемой. Этот чувствительный элемент должен быть нагрет примерно до 400 °C для работы. Кислород увеличивает сопротивление диоксида олова, а оксид углерода снижает его. Интегральная схема контролирует сопротивление чувствительного элемента. Срок службы составляет около пяти лет, и сигнализациям необходимо проверяться при установке и не реже одного раза в год с помощью контрольного газа.
Из-за большого энергопотребления этого датчика он обычно питается от сети. Доступен работающий от батареи импульсный датчик со сроком службы в несколько месяцев.
Эта технология широко используется в Японии и других странах Дальнего Востока, с некоторым проникновением на рынок США. Однако превосходные характеристики технологии электрохимических ячеек начинают вытеснять эту технологию.
Хотя все домашние детекторы используют звуковой сигнал тревоги в качестве основного индикатора, некоторые версии также предлагают цифровое считывание концентрации CO в частях на миллион (ppm). Обычно они могут отображать как текущие показания, так и пиковые показания из памяти самого высокого уровня, измеренного за некоторое время. Эти продвинутые модели стоят несколько дороже, но в остальном похожи на базовые модели.
Модели с дисплеем имеют преимущества, показывая уровни ниже порога тревоги, сообщая об уровнях, которые могли возникнуть во время отсутствия, и оценивая степень опасности, если срабатывает сигнал тревоги. Они также могут помочь спасателям оценить уровень прошлого или текущего воздействия или опасности.
Портативные детекторы предназначены для самолетов, автомобилей и грузовиков. Они предупреждают пассажиров транспортных средств о любой опасности CO.
Портативные измерители, которые показывают концентрацию CO до нескольких ppm, более чувствительны, чем бытовые детекторы CO, и, соответственно, намного дороже. Они используются промышленными гигиенистами и спасателями, а также для обслуживания и отслеживания утечек CO. Эти устройства измеряют низкие уровни CO за секунды, а не за минуты или часы, как бытовые сигнализации. Как и другое испытательное оборудование, профессиональные измерители CO должны периодически проверяться и калиброваться.
В США (по состоянию на январь 2017 года [обновлять]) 32 штата приняли законы, касающиеся детекторов угарного газа, а еще 11 приняли правила относительно детекторов CO, [14] а также в Вашингтоне (округ Колумбия) и Нью-Йорке . В Канаде требования к датчикам CO вступили в силу 15 октября 2014 года в Онтарио , [15] в Альберте наблюдается сильное движение за то, чтобы сделать детекторы CO обязательными во всех домах. [16]
Все больше и больше штатов законодательно закрепляют их установку в качестве обязательной функции. [17]
Строители домов в Колорадо обязаны устанавливать детекторы угарного газа в новых домах в соответствии с законопроектом, подписанным в марте 2009 года. Законопроект 1091 требует установки детекторов в новых и перепроданных домах около спален, а также в арендованных квартирах и домах. Он вступил в силу 1 июля 2009 года. Законопроект был принят после смерти инвестиционного банкира из Денвера Паркера Лофгрена и его семьи. Лофгрен вместе со своей женой и детьми были найдены мертвыми в своем доме недалеко от Аспена, штат Колорадо, 27 ноября 2008 года, отравившись угарным газом.
В штате Нью-Йорк «Закон Аманды» (A6093A/C.367) требует, чтобы в одно- и двухсемейных домах, где есть приборы, работающие на топливе, была установлена по крайней мере одна сигнализация угарного газа на самом нижнем этаже, где есть спальная зона, с 22 февраля 2010 года. Хотя домам, построенным до 1 января 2008 года, разрешено иметь сигнализацию на батарейках, дома, построенные после этой даты, должны иметь проводную сигнализацию. Кроме того, подрядчики штата Нью-Йорк должны устанавливать датчик угарного газа при замене водонагревателя или печи, работающих на топливе, если в доме нет сигнализации. Закон назван в честь Аманды Хансен, подростка, которая умерла от отравления угарным газом из-за неисправного котла во время ночевки у друга. [18] [19]
Законопроект 351 Палаты представителей Аляски [ когда? ] требует установки детектора угарного газа в жилых помещениях, в которых имеется или обслуживается прибор, работающий на углеродном топливе, или другое устройство, которое производит побочные продукты сгорания.
В июле 2011 года Калифорния потребовала установить детекторы угарного газа в существующих односемейных домах, а в 2013 году — и в многосемейных домах. [20] Закон Калифорнии 2015 года требует, чтобы все новые установки дымовых и угарных датчиков были необслуживаемого типа в течение 10 лет. [21] Существующие датчики могут не нуждаться в замене для домовладельцев, см. местные кодексы. Требуемые места установки датчиков также различаются в зависимости от местных правоохранительных органов. В Мэне все арендуемые квартиры должны быть оснащены детекторами угарного газа. В неарендных домах они рекомендуются, но не являются обязательными. [22]
Канадская ассоциация ипотечного кредитования и жилищного строительства сообщает: «Организации по стандартизации Канады (CSA) и США (Underwriters Laboratories или UL) координировали написание стандартов CO и тестирование продукции. Стандарты по состоянию на 2010 год запрещают показывать уровни CO менее 30 ppm на цифровых дисплеях. Самые последние стандарты также требуют, чтобы сигнализация срабатывала при более высоких уровнях CO, чем в предыдущих редакциях стандарта. Причина этих изменений заключается в том, чтобы сократить количество вызовов в пожарные части, коммунальные службы и аварийно-спасательные службы, когда уровни CO не представляют угрозы для жизни. Это изменение также сократит количество вызовов в эти агентства из-за неточности детектора или присутствия других газов. Следовательно, новые сигналы тревоги не будут срабатывать при концентрации CO до 70 ppm. Обратите внимание, что эти концентрации значительно превышают канадские рекомендации по охране здоровья» [23] (а также превышают допустимые пределы воздействия Управления по охране труда и технике безопасности США (OSHA) , которые составляют 50 ppm). [24]
В Великобритании бытовая сигнализация/сигнализация типа B, соответствующая стандарту BS EN 50291:2001, должна подавать звуковой сигнал примерно через 3 минуты воздействия 300 ppm CO, или через 10–40 минут при 100 ppm, или через 60–90 минут при 50 ppm. [ необходима ссылка ]
