Hay dos tipos de sensores muy comunes que se utilizan en los detectores de gas en la actualidad:
SENSOR DE DIFUSIÓN CATALÍTICA
Los sensores de difusión catalítica son los dispositivos más habituales para detectar vapores y gases combustibles. Estos sensores son en principio bobinas de hilo conductor. Estas bobinas luego se impregnan con dos tipos de catalizadores: uno para el elemento activo y otro que no lo es. Después se combinan las bobinas en pares según los elementos de detección y de referencia. Esto conforma un sensor de gases combustibles.
Paso seguido, se conecta el sensor a un circuito donde se aplica una tensión constante a ambos elementos; esto hace que alcancen temperaturas muy altas. El sensor también está conectado a una resistencia equilibrada, un puente de Wheatstone, que detecta cualquier cambio en la resistencia de los elementos del sensor. Cuando el sensor entra en contacto con un gas combustible, el elemento activo comienza a quemarlo y aumenta de temperatura. No obstante, la temperatura del elemento de referencia se mantiene inalterada porque no tiene la capacidad de quemar el gas. Entonces el aumento de temperatura del elemento activo provoca un desequilibrio en el circuito que la unidad interpreta como una señal positiva de gas combustible.
Paso seguido, se conecta el sensor a un circuito donde se aplica una tensión constante a ambos elementos; esto hace que alcancen temperaturas muy altas. El sensor también está conectado a una resistencia equilibrada, un puente de Wheatstone, que detecta cualquier cambio en la resistencia de los elementos del sensor. Cuando el sensor entra en contacto con un gas combustible, el elemento activo comienza a quemarlo y aumenta de temperatura. No obstante, la temperatura del elemento de referencia se mantiene inalterada porque no tiene la capacidad de quemar el gas. Entonces el aumento de temperatura del elemento activo provoca un desequilibrio en el circuito que la unidad interpreta como una señal positiva de gas combustible.
Como se produce una combustión dentro de la cámara del sensor, este debe estar diseñado y construido de manera intrínsecamente segura y de forma que no se convierta en la fuente de ignición si llegara a quedar expuesto a una atmósfera combustible. Esto se logra mediante un supresor de llama. Este dispositivo, generalmente construido con un material sinterizado, enfría los gases que escapan del sensor. Se consideran intrínsecamente seguras solo las unidades evaluadas y aprobadas por agencias ajenas a la compañía (UL, CSA, MSHA, FM o CENELEC).
SENSORES ELECTROQUÍMICOS
Los componentes básicos de un sensor electroquímico son un electrodo de trabajo (o de detección), un contraelectrodo y, generalmente, un electrodo de referencia. Estos electrodos se encuentran dentro del alojamiento de la carcasa del sensor y en contacto con un líquido electrolítico. El electrodo de trabajo está en la cara interna de una membrana de teflón que es porosa al gas pero impermeable al electrolito.
El gas se propaga hacia el sensor a través de una membrana hasta llegar al electrodo de trabajo. Cuando el gas alcanza este electrodo, se produce una reacción electroquímica: una oxidación o una reducción, según el tipo de gas. Por ejemplo, el monóxido de carbono se oxida y se forma dióxido de carbono, mientras que el oxígeno se reduce y se forma agua. En una reacción por oxidación se produce un flujo de electrones desde el electrodo de trabajo hacia el contraelectrodo a través del circuito exterior. Por otro lado, en una reacción por reducción, el flujo de electrones toma el camino inverso, es decir, desde el contraelectrodo hacia el electrodo de trabajo. Este flujo de electrones produce una corriente eléctrica proporcional a la concentración de gas. Los componentes electrónicos del instrumento detectan y amplifican esta corriente y clasifican el resultado según la calibración de la unidad. El instrumento muestra entonces la concentración de gas, por ejemplo, en partes por millón (PPM) para los sensores de gases tóxicos y en porcentaje de volumen para los sensores de oxígeno.
