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Come la tecnologia NDIR di Micro-Hybrid ridefinisce il rilevamento dei gas refrigeranti

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Il rilevamento dei gas refrigeranti richiede prestazioni affidabili sia in presenza di basse concentrazioni di perdita che di elevati livelli di esposizione.

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La tecnologia dei sensori NDIR di Micro-Hybrid utilizza un innovativo design ottico a riflessioni multiple per misurare con precisione l’ammoniaca e altri refrigeranti, anche all’interno di sensori dalle dimensioni compatte. Il risultato è un’alternativa stabile al rilevamento elettrochimico per applicazioni esigenti nel settore della refrigerazione e della sicurezza industriale.

Superare i limiti della tecnologia elettrochimica e catalitica
Il monitoraggio dei gas refrigeranti nel raffreddamento industriale è fondamentale per la sicurezza del personale e l’efficienza degli impianti. Mentre il rilevamento ottico a infrarossi è ormai consolidato per i moderni refrigeranti fluorurati (HFC, HFO), l’ammoniaca (NH₃) è stata a lungo uno dei gas più difficili da misurare utilizzando la tecnologia a infrarossi compatta. Di conseguenza, gran parte del mercato ha fatto affidamento sul rilevamento elettrochimico.

I sensori elettrochimici sono stati ampiamente adottati grazie alla loro disponibilità e familiarità. Tuttavia, i loro limiti sono ben noti. Il loro funzionamento dipende da elettrodi, membrane e reazioni chimiche continue, il che li rende intrinsecamente sensibili all’invecchiamento, all’umidità, alla contaminazione, all’avvelenamento e alle interferenze tra gas. La sensibilità incrociata, in particolare, è difficile da eliminare completamente e spesso deve essere gestita attraverso strategie di compensazione.

Perché l’NH₃ è stato difficile da rilevare con la tecnologia NDIR?
La tecnologia NDIR offre un principio di rilevamento fondamentalmente stabile ed è ampiamente utilizzata in varie bande di assorbimento dei refrigeranti. Tuttavia, l’ammoniaca presenta sfide ottiche uniche rispetto ai refrigeranti standard. L’NH₃ presenta un assorbimento relativamente basso intorno alla sua banda di assorbimento rilevante, vicina ai 10,5 µm, mentre le sorgenti a infrarossi compatte forniscono solo un’emissione ottica limitata in questa regione spettrale. Nei progetti ottici convenzionali a percorso rettilineo, la combinazione di bassa intensità della sorgente e assorbimento limitato dell’NH₃ può determinare segnali troppo deboli per un rilevamento affidabile all’interno di geometrie di sensori compatte.

Un nuovo approccio ottico
Micro-Hybrid supera queste limitazioni grazie a un avanzato progetto ottico a riflessioni multiple. Questo approccio aumenta significativamente la lunghezza effettiva del percorso ottico all’interno di un fattore di forma compatto. Il conseguente potenziamento del segnale consente un rilevamento affidabile in tutte le bande di assorbimento specifiche dei refrigeranti – compresa la difficile regione dell’NH₃ a 10,5 µm – senza ricorrere a reazioni chimiche, alte temperature di funzionamento o alloggiamenti di sensori di grandi dimensioni.

Oltre all’ammoniaca, la tecnologia NDIR Micro-Hybrid supporta la misurazione di un’ampia gamma di gas refrigeranti utilizzati nei sistemi di refrigerazione commerciali e industriali. Ciò include i comuni refrigeranti fluorurati come gli HFC e gli HFO, nonché i refrigeranti naturali tra cui la CO₂ e gli idrocarburi. Ogni gas presenta bande di assorbimento nell’infrarosso caratteristiche, che consentono una misurazione ottica mirata utilizzando l’emettitore, il percorso ottico, la configurazione del filtro e il rilevatore appropriati. Ciò offre agli sviluppatori di sistemi una base flessibile per la realizzazione di soluzioni di rilevamento delle perdite e di monitoraggio dei processi su molteplici piattaforme di refrigerazione.

Un nuovo punto di riferimento in termini di prestazioni
La piattaforma di sensori NDIR che ne risulta offre caratteristiche prestazionali difficili da ottenere con le tecnologie elettrochimiche:

Ampio intervallo di misurazione: 0–30.000 ppm, adatto al rilevamento di tracce e ad ambienti industriali ad alta concentrazione.
Elevata sensibilità: limite di rilevamento ≤ 30 ppm al punto zero.
Risposta rapida: T90 < 30 secondi per il monitoraggio in tempo reale.
Risoluzione fine: risoluzione digitale di 1 ppm.
Grande attenzione alla precisione: un’elevata precisione di misura è fondamentale per i sistemi di rilevamento dei gas, dove l’affidabilità del comportamento degli allarmi è più importante della semplice massimizzazione della durata operativa.
Eccellente stabilità: deriva a lungo termine ≤ ±450 ppm all’anno.
Elevata linearità: ≤ ±300 ppm su tutto l’intervallo di misura.
Ripetibilità affidabile: ≤ ±150 ppm.

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