Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Productieproces

Koolmonoxidedetector

Achtergrond

Een koolmonoxidemelder is een elektronisch apparaat dat de aanwezigheid van koolmonoxide (CO) in een gebouw detecteert en alarm slaat om de bewoners te waarschuwen te ontsnappen. Koolmonoxide is een geurloos, giftig gas dat kan worden gegenereerd door gasfornuizen en waterverwarmers, fornuizen, ruimteverwarmers of houtkachels als ze niet goed werken of niet goed worden geventileerd. Auto's, draagbare generatoren en door gas aangedreven tuingereedschap genereren ook koolmonoxide en kunnen problemen veroorzaken als ze worden gebruikt in afgesloten ruimtes of aangebouwde garages. Eenmaal ingeademd, remt koolmonoxide het vermogen van het bloed om zuurstof te transporteren door zuurstof in de rode bloedcellen te vervangen, waardoor wordt voorkomen dat de zuurstoftoevoer de organen in het lichaam bereikt. Dit zuurstoftekort kan verschillende hoeveelheden schade veroorzaken, afhankelijk van de mate van blootstelling. Lage blootstelling kan griepachtige symptomen veroorzaken, waaronder kortademigheid, lichte hoofdpijn, vermoeidheid en misselijkheid. Blootstelling op een hoger niveau kan duizeligheid, mentale verwarring, ernstige hoofdpijn, misselijkheid en flauwvallen veroorzaken. Langdurige blootstelling op hoog niveau kan de dood veroorzaken. Volgens de Amerikaanse Consumer Product Safety Commission zullen de komende 10 jaar meer dan 2.500 mensen sterven en 100.000 ernstig gewond raken door koolmonoxide.

De technologie die wordt gebruikt om koolmonoxide te detecteren, is oorspronkelijk ontwikkeld voor industriële toepassingen. Zo gebruikt de chemische industrie een aantal elektronische gassensoren voor analytische toepassingen. Vroege industriële sensoren omvatten een sensor met twee kamers, die koolmonoxide oxideerde en de oxidatiewarmte van de testkamer vergeleek met een referentiekamer. Dit type oxidatie vereist een speciale platinaoxidekatalysator en een warmtebron om het koolmonoxide te verbranden. Deze systemen waren onaanvaardbaar voor thuisgebruik vanwege de complexiteit van de bediening, de kosten en het gebrek aan gevoeligheid. In de afgelopen tien jaar zijn koolmonoxidedetectoren voor thuisgebruik echter mogelijk geworden door verbeteringen in geavanceerde gasdetectietechnologie. Andere sleutelfactoren hebben ook bijgedragen aan de toegenomen populariteit van CO-detectoren. Een daarvan is de toename van het gebruik van andere huishoudelijke apparaten, zoals rookmelders. Een ander voorbeeld is het toegenomen bewustzijn van de gevaren van koolmonoxide. Tegenwoordig kunnen relatief goedkope CO-detectoren worden gekocht voor slechts $ 30- $ 80. In feite eisen veel steden nu dat er in elk huis, appartement en hotel ten minste één rookmelder wordt geïnstalleerd.

Ontwerp

De belangrijkste ontwerpfactor voor een CO-detector is het type sensor dat wordt gebruikt. Huisdetectoren kunnen worden ontworpen met verschillende soorten sensoren. Het eenvoudigste type staat bekend als een detectiekaart. Dit zijn vezelplaatkaarten bedrukt met een stip die chemisch van kleur verandert bij blootstelling aan koolmonoxide. Dit type detector geeft geen alarm en vereist regelmatige controles om te bepalen of het is blootgesteld aan koolmonoxide. Hoewel ze goedkoop zijn ($ 4- $ 18), bieden ze niet voldoende bescherming om als primaire detector te worden gebruikt. De bio-mimetische gelsensor is een meer geavanceerde technologie, die is ontworpen om de reactie van het lichaam op koolmonoxide na te bootsen door voortdurend gas te absorberen. Omdat dit type sensor echter constant koolmonoxide absorbeert, kan het zichzelf niet goed resetten naar nul en is daarom vatbaarder voor valse alarmen. Bovendien kan het tot 48 uur duren voordat de bio-mimetische gelsensor is gereset na blootstelling, gedurende welke tijd de bewoners van het huis onbeschermd zijn. Metaaloxidesensoren zijn nauwkeuriger en zijn het meest voorkomende type sensor dat wordt gebruikt in thuismodellen. Dit type sensor maakt gebruik van solid-state tindioxide-circuits, die snel en continu de lucht controleren op de aanwezigheid van koolmonoxide. Detectoren die met deze technologie zijn gebouwd, kunnen de CO-concentratie weergeven als een digitale uitlezing. Wanneer een bepaald CO-niveau wordt bereikt, geeft de detector een alarm af. Deze detectoren hebben echter een beperkt zelfdiagnosevermogen om de efficiëntie of werkconditie van de sensor te bepalen. Bovendien kunnen ze gevoelig zijn voor andere gassen dan koolmonoxide die in huis worden aangetroffen, zoals drijfgassen voor haarlak. Ten slotte kan de nauwkeurigheid van dit type sensor na zes maanden gebruik tot 40% afwijken. Een ander type sensor dat door bepaalde fabrikanten wordt gebruikt, is de Instant Detection and Response (IDR) elektrochemische detectietechnologie, waarvan wordt beweerd dat het de meest effectieve detectiemethode is. IDR-technologie wordt gebruikt als industriestandaard voor professionele detectieapparatuur en detecteert onmiddellijk de aanwezigheid van koolmonoxide. Detectors die met deze technologie zijn gebouwd, reageren niet op andere gassen en zijn nauwkeurig tot op plus of min 3%.

Een andere belangrijke ontwerpfactor is het type stroombron voor de detector. Er zijn zowel batterijgevoede als AC-aangedreven detectoren beschikbaar. Op batterijen werkende detectoren zijn eenvoudig te installeren, gemakkelijk te verplaatsen en blijven werken tijdens stroomuitval wanneer noodverwarmingssystemen in gebruik zijn. Batterijen moeten echter minstens om de twee jaar worden vervangen. Aan de andere kant hoeven voor AC-aangedreven plug-in detectoren de batterijen niet te worden vervangen. Deze elektrisch aangedreven units zijn in staat om binnen enkele minuten een foutieve aflezing te wissen. Plug-in detectoren met batterij back-up zijn ook beschikbaar tegen een iets hogere prijs. Naast batterij- en plug-in-modellen zijn er enkele modellen beschikbaar die op hun plaats kunnen worden bedraad. Met deze stijl kunnen meerdere detectoren met elkaar worden verbonden, zodat ze allemaal een alarm afgeven wanneer koolmonoxide wordt gedetecteerd door een van de detectoren.

Componenten

Koolmonoxidedetectoren zijn samengesteld uit de volgende componenten:een sensor die in staat is de gasconcentratie te meten en een signaal af te geven wanneer de koolmonoxideconcentratie een vooraf bepaald niveau bereikt; een microprocessor die elektrische signalen van de sensor kan ontvangen en signalen kan sturen naar de alarmhoorn en het bedieningspaneel; een visueel display (meestal een Liquid Crystal Display (LCD)-paneel), dat het CO-niveau en andere bedrijfsinformatie communiceert; een alarmcircuit dat in staat is om een ​​geluid te genereren dat luid genoeg is om mensen te wekken die in de buurt van de detector slapen; een stroomaansluiting (ofwel een AC-stekker, batterijaansluiting of beide); een printplaat, die dient als basis voor de elektronische componenten; en een kunststof behuizing die alle componenten bij elkaar houdt.

Het fabricageproces

De productie van een koolmonoxidemelder omvat drie grote stappen. De eerste stap is de fabricage van de afzonderlijke elektronische componenten en de bevestiging van deze componenten op de printplaat. De tweede is de fabricage van de kunststof behuizing. De derde stap omvat het assembleren van alle componenten, het testen om de prestaties te bevestigen en het verpakken voor verzending.

Componentconstructie

  • 1 De printplaat wordt samengesteld uit schematische plattegronden door koper te plateren (of toe te voegen) op het oppervlak van het substraat in het gewenste patroon. De verschillende diodes en circuitcomponenten worden in gaten in het bord gestoken en op hun plaats gesoldeerd. De belangrijkste detectorcomponenten, zoals de sensorkamer, de alarmhoorn en het LCD-displaypaneel, worden meestal afzonderlijk vervaardigd door bedrijven die gespecialiseerd zijn in elektronische componenten. Deze worden vaak gekocht door de fabrikant van de rookmelder.

Fabricage van kunststof behuizing

  • 2 De kunststof behuizing is gemaakt door middel van een spuitgietproces waarbij kunststofhars en andere additieven met elkaar worden gemengd, gesmolten en in een tweedelige mal worden geïnjecteerd De productie van een koolmonoxidemelder omvat drie grote stappen. De eerste stap is de fabricage van de afzonderlijke elektronische componenten en de bevestiging van deze componenten op de printplaat. De tweede is de fabricage van de kunststof behuizing. De derde stap omvat het assembleren van alle componenten, het testen om de prestaties te bevestigen en het verpakken voor verzending. onder druk. Nadat de kunststof is afgekoeld, wordt de mal geopend en wordt de kunststof behuizing uitgeworpen. De stukken moeten mogelijk handmatig worden geborsteld om kleine onvolkomenheden of bramen in het plastic glad te strijken.

Eindmontage en verpakking

  • 3 De printplaat wordt in de behuizing gemonteerd en de juiste aansluitingen worden gemaakt. Er wordt een testknop geïnstalleerd, een montagebeugel wordt toegevoegd en er wordt een afdekking geplaatst om de montage te voltooien. De juiste identificatie- en waarschuwingslabels zijn aangebracht met drukgevoelige lijm. Een representatief aantal eenheden wordt voorafgaand aan het verpakken op prestatie getest. Ten slotte worden de units in dozen verpakt en naar distributeurs verzonden.

Kwaliteitscontrole

Het belangrijkste kenmerk van de kwaliteitscontrole van de fabricage van CO-detectoren is de kalibratie van de sensor. De hoogwaardigere CO-detectoren zijn eigenlijk gasmonitors, die voortdurend de lokale CO-concentratie beoordelen in vergelijking met een interne standaard. Door dit kalibratieproces kunnen de sensoren onderscheid maken tussen een normaal achtergrondniveau van CO en een gevaarlijk hoge concentratie. Onder normale omstandigheden kan een acceptabel achtergrondniveau oplopen tot 25-35 delen per miljoen (ppm). Schadelijke blootstelling kan het gevolg zijn als de concentratie het bereik van 75-100 ppm bereikt. De Underwriter Laboratory-normen voor CO-detectoren vereisen dat ze binnen 90 minuten na blootstelling aan 100 ppm CO alarm slaan; binnen 35 minuten bij blootstelling aan 200 ppm; en binnen 15 minuten bij blootstelling aan 400 ppm. Vroege CO-detectoren moesten handmatig worden gekalibreerd door het instrument in een omgeving met een bekende CO-concentratie te plaatsen en de resultaten te meten. Dit proces was echter duur en tijdrovend en werd daarom alleen gebruikt voor dure industriële apparatuur. Met de toenemende populariteit van thuisunits waren efficiëntere kalibratiemethoden vereist. Moderne detectoren van hoge kwaliteit zijn uitgerust met interne kalibratiefuncties, die regelmatig diagnostische tests voor gasemissie op laag niveau kunnen uitvoeren om de nauwkeurigheid en bedrijfsstatus van de sensor te bevestigen. Als de detector een probleem met de sensor ontdekt, zendt hij een speciaal geluidspatroon uit om de bewoners te waarschuwen dat de sensor defect is. Bovendien is elke detector uitgerust met een testknop om het alarmcircuit handmatig te evalueren.

Underwriters Laboratory (UL) heeft kwaliteitsnormen uitgegeven die zijn aangenomen door de CO-detectorindustrie. Vanaf 1 oktober 1995 moet een melder het nummer "UL 2034" dragen als deze voldoet aan de huidige veiligheids- en kwaliteitsnormen.

De Toekomst

De toekomst van koolmonoxidedetectoren evolueert voortdurend naarmate er verbeteringen worden aangebracht in de elektronica voor gasdetectie. De eerder beschreven IDR-technologie is een voorbeeld van deze geavanceerde technologie. Toekomstige detectoren zullen ook vergelijkbare geavanceerde functies bevatten. Een grotere beheersbaarheid door computergestuurde interfaces zal toekomstige apparaten gebruiksvriendelijker maken. Deze bieden consumentenvoordeel in de gecombineerde veiligheidsvoorzieningen. Toekomstige generaties computergestuurde detectoren kunnen bijvoorbeeld worden gekoppeld aan de huishoudelijke apparaten die het meest waarschijnlijk koolmonoxide produceren, zoals gasfornuizen of warmwaterboilers. Wanneer het apparaat onaanvaardbaar hoge CO-niveaus waarneemt, stuurt het een signaal naar het apparaat om het verbrandingsproces te beëindigen en de gasstroom af te sluiten, zodat er geen koolmonoxide meer vrijkomt. Naarmate er nieuwe modellen beschikbaar komen met verbeterde gevoeligheid en andere functies met toegevoegde waarde, zullen CO-detectoren nog gebruiksvriendelijker worden gemaakt en nog nuttiger zijn als levensreddende apparaten.


Productieproces

  1. Piekdetector
  2. Koolstofvezel
  3. Koolmonoxidedetector
  4. Rookmelder
  5. Carbonpapier
  6. Carbon M2
  7. Een stukje Raspberry Pi
  8. Raspberry Pi diefdetector
  9. Luchtverontreinigingsdetector
  10. 3 voordelen van een horloge van koolstofvezel
  11. Wat is unidirectionele koolstofvezel?