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如何选择A2L/A3制冷剂泄漏监测传感器?

更新时间:2025-05-20点击次数:25
  什么是A2L/A3制冷剂?
  

  根据ASHRAE 34-2022标准,制冷剂按毒性可分为A类(低慢性毒性)、B类(高慢性毒性),按可燃性可分为第1类(无火焰传播)、第2L类(弱可燃)、第2类(可燃)、第3类(可燃易爆)。A2L是低毒弱可燃性制冷剂,常见的有R454A、R454B、R454C、R1234ze、R1234yf等。A3制冷剂是高可燃性天然工质,常见的有R290等。为应对变暖问题,对高GWP制冷剂的管控趋严,A2L和A3制冷剂因低GWP特性成为制冷行业绿色转型的核心选项。



  
  制冷剂泄漏监测的主要技术
  
  目前针对A2L/A3制冷剂泄漏监测的传感技术主要包括非分光红外技术、热导技术、超声波技术、半导体技术和光声技术。
  
  非分光红外技术
  

  非分光红外(NDIR)技术是利用气体对特定波长红外辐射的吸收特性来测量气体浓度,检测制冷剂只需选择不重合的特征吸收波段,因此具有选择性好,检测精度高等特点。但传感器气室的长度会影响检测灵敏度,其尺寸存在局限性。



  NDIR技术原理图
  
  热导技术
  

  热导技术是基于不同气体热导率的差异,通过测量气体流经加热元件时的散热能力变化来判断浓度。具有结构简单,成本低,维护方便,检测范围广等优势。但无法检测丙烷,因为丙烷的热导率与空气差异过小,信号微弱难以精准检测。



  热导技术原理图
  
  超声波技术
  

  超声波技术是根据确定的发射波频率与波长计算声速,然后通过声速拟合计算浓度。需要利用发射波和返回波多次叠加形成驻波,通过扫频确定幅值对应的发射波频率。然后利用发射波与接收波驻波形成相位差,精确找到发射波频率。



  超声波技术原理图
  
  半导体技术
  
  半导体技术基于半导体材料电学性质变化的气体检测技术,当待测气体在一定温度下与半导体接触时,会发生氧化还原反应,这一反应过程导致半导体的导电性能发生显著变化。通过测量电阻、电流或电压等电学参数的变化可以确认气体的浓度高低。

  


  半导体技术原理图
  
  光声技术
  
  光声技术通过检测气体吸收光能后产生的声波信号来分析气体浓度。向光学测量单元释放窄带光,光由气体分子吸收,分子平动能增加,导致光声腔内压力增强。对光源进行调制引起光声腔内的压力产生周期性变化,形成光声信号,信号通过麦克风捕捉。

  


  光声技术原理图
  
  A2L/A3制冷剂泄漏监测传感器的选择


  NDIR冷媒泄漏监测传感器可以检测所有A2L/A3冷媒,具有高选择性、高精度、抗干扰能力强等优势,但是体积略大于其他原理传感器,且在有剧烈温差环境下需增加抗冷凝功能,功耗略高于其他原理传感器。热导和超声冷媒泄漏监测传感器具有响应快、体积小、功耗低、成本低等优势,但是无法检测丙烷和氨气,且在高湿环境下检测精度受影响。半导体冷媒泄漏监测传感器可以检测所有A2L/A3冷媒,但受中毒影响,长期稳定性较差,寿命小于5年。光声冷媒泄漏监测传感器可以检测所有A2L/A3冷媒,具有选择性好,灵敏度高的优势,但成本较高。不同技术原理的冷媒传感器均有各自的优势和局限性,需要厂家根据具体的尺寸、功耗、工况和价格等需求进行评估选择。

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