Sensores de gas del espectrómetro de propiedades moleculares (MPS™)
El sensor de gas inteligente que elimina la necesidad de calibración en campo.
La base de nuestra tecnología es el sensor Molecular Property Spectrometer™ (MPS™) patentado por NevadaNano. Originalmente desarrollado para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), el Departamento de Seguridad Nacional (DHS) y el Departamento de Defensa (DOD) para exigentes aplicaciones militares y antiterroristas, ahora ha sido adaptado para aplicaciones comerciales. Como testimonio de la tecnología innovadora incorporada en el sensor, treinta inventos patentados y más de cien secretos comerciales impulsan la tecnología.
El MPS™ es un nuevo tipo de sensor que fusiona una amplia gama de innovaciones de cuatro disciplinas clave:
- Sistema microelectromecánico (MEMS) de silicio excepcionalmente confiable que forma el transductor que traduce la información química en señales eléctricas.
- Electrónica de precisión con potente capacidad computacional para analizar el gas en el punto de detección.
- Dos niveles de protocolos de análisis químico patentados: uno para analizar el químico y otro para analizar los datos, las mediciones de temperatura, presión y humedad para permitir la compensación ambiental para lecturas precisas en todos los entornos y
- Tecnologías de control de última generación como Built-In Self-Test (BIST) y supervisión del sistema (monitoreo watchdog) para permitir la certificación según los más altos estándares de seguridad.
Estas tecnologías proporcionan a los sensores MPS™ el mejor rendimiento de su clase, ya que son los primeros sensores de la industria que no requieren calibración en campo. Esto permite que los sensores se utilicen en muchas aplicaciones en las que la calibración trimestral es demasiado costosa, aplicaciones como la monitorización comercial y de consumo, en las que las llamadas de servicio de rutina serían inaceptablemente caras, o en sitios industriales remotos en los que el tiempo de viaje supone una penalización de costos y sitios que requieren una gran cantidad de puntos de monitorización, como las refinerías, en las que la calibración sería abrumadora. Con una vida útil de más de 15 años y sin requisitos de servicio, la tecnología MPS™ permite todas estas aplicaciones.
Funciones y beneficios
- No se requieren calibraciones periódicas de campo.
- Más de 15 años de vida útil del sensor.
- Inmunidad del sensor al envenenamiento.
- Amplio rango de trabajo ambiental (-40 a 75 grados C y hasta 100% de humedad).
- Lecturas precisas independientemente de las condiciones ambientales.
- Capacidad para detectar hidrógeno y metano.
- Capacidad única para clasificar automáticamente el tipo de gas en el ambiente.
- Aprobaciones globales de seguridad de dispositivos y calidad de fabricación (ATEX, UL, IECEx)
- Dos factores de forma, un paquete Serie 4 estándar de la industria y un paquete “Mini” de perfil bajo facilitan la integración en su producto.
Los sensores MPS™ brindan seguridad a los trabajadores y detección de fugas de gas en una amplia gama de industrias, incluidas las de petróleo y gas, producción química, generación de energía, tratamiento de aguas residuales, monitoreo de vertederos, ingreso a espacios confinados, calefacción y transporte. Los sensores están disponibles en configuraciones digitales o analógicas para facilitar su uso y están certificados para todos los entornos con gases inflamables con certificaciones ATEX, UL e IECEx.
Cómo Funciona
El espectrómetro de propiedades moleculares (MPS™) es un sistema microelectromecánico (MEMS) de alta precisión que mide las propiedades moleculares de las sustancias químicas en el aire para determinar el tipo de sustancia química presente y su concentración. El término “propiedad molecular” se refiere a cualquier característica o rasgo medible o descriptivo de una molécula. Entre los ejemplos de estas propiedades se incluyen características físicas como el tamaño, la forma, la masa, la densidad y el punto de fusión o ebullición, o características químicas como la polaridad, la reactividad, la acidez/basicidad y la solubilidad, o características termodinámicas como la conductividad térmica, el calor específico, las transiciones de fase y las reacciones exotérmicas y endotérmicas. El MPS mide diferentes propiedades según la aplicación, sin embargo, las propiedades termodinámicas suelen proporcionar una rica fuente de información sobre la molécula. Estas propiedades son el foco de los sensores MPS que se comercializan actualmente.
Aunque muchas personas asocian la palabra “espectrómetro” con sistemas de análisis basados en la luz, se refiere más precisamente a cualquier dispositivo que mida un espectro de propiedades, lo que en el caso del MPS, significa un espectro de propiedades moleculares. Los espectrómetros se utilizan ampliamente en diversos campos, entre ellos la física, la química, la astronomía, las ciencias ambientales y la biología, debido a su capacidad de proporcionar información completa al usuario.
La tecnología
Un transductor de silicio micromaquinado que permite mediciones de alta precisión de las propiedades moleculares del gas. Una fundición de silicio especializada fabrica estos dispositivos con una precisión dimensional excelente, lo que da como resultado una sensibilidad y exactitud extraordinarias. Además, el tamaño microscópico del elemento sensor, similar al tamaño de un cabello humano, permite que el sensor mida las concentraciones de gas en milisegundos, lo que minimiza el consumo de energía. La combinación de tamaño pequeño y funcionamiento rápido permite una larga vida útil con funcionamiento a batería. Además, los materiales de alta temperatura utilizados en el sensor proporcionan una estabilidad excepcional e inmunidad al envenenamiento, lo que permite que el sensor MPS funcione durante más de 15 años sin necesidad de calibración.
Electrónica de precisión Proporcionan señales eléctricas al transductor y miden la salida del transductor bajo la influencia de los gases en el aire. Estos componentes electrónicos permiten que el sensor mida con precisión las concentraciones en el nivel de partes por millón (ppm).
Un potente microprocesador En el MPS se proporciona computación de borde para seis funciones principales en el MPS, lo que permite un sensor inteligente que puede medir una amplia variedad de gases o personalizarse para un rendimiento óptimo en diversas aplicaciones:
- Control preciso del protocolo de inicialización del sensor en el arranque para garantizar lecturas precisas.
- Control de los protocolos de análisis químico como tiempos, temperaturas, potencia, frecuencia de medición y ciclo de trabajo utilizados para analizar los productos químicos.
- Compensación ambiental: ajuste de los datos de temperatura, presión y humedad actuales mediante algoritmos de compensación personalizados para permitir que el sensor informe lecturas precisas durante el uso en entornos extremos.
- Análisis de los datos utilizando algoritmos quimiométricos propios para determinar el tipo de gas y la concentración de gas detectado.
- Formatear y proporcionar la salida de datos en el formato deseado por el usuario: por ejemplo, analógico o digital para facilitar la integración en sus productos.
- El control de supervisión de todo el sensor, que incluye la prueba automática de encendido (POST) y la prueba automática incorporada (BIST), garantiza que todos los sistemas del sensor funcionen según las especificaciones. La POST y la BIST realizan comprobaciones integrales del sistema para garantizar que el sensor funcione según las especificaciones.
- Ejecución de diferentes versiones de firmware para varios productos, lo que permite que el sensor atienda al mercado de seguridad de gases inflamables con detección de LEL (límite inferior de explosividad), al mercado de HVAC-R con una amplia variedad de refrigerantes y a los mercados de detección de fugas con detección de alta sensibilidad y rango extendido (XR).
Firmware de sensor personalizado para diversos gases y aplicaciones Permite que una tecnología de detección comprobada sirva para una amplia variedad de productos y aplicaciones. El mismo hardware, desde el transductor hasta la carcasa, sirve para todos nuestros productos de sensores, lo que le proporciona una detección altamente confiable desde una plataforma estable y confiable.
Compensación Ambiental Es el proceso de medición de la temperatura, la presión y la humedad instantáneas y el uso de algoritmos patentados para compensar temperaturas, presiones y humedades extremadamente altas y bajas. Esta tecnología garantiza lecturas precisas de -40 °C a +75 °C, 80 – 120 kPa de presión y 0 – 100 % de humedad.
Diseño intrínsecamente seguro Con certificaciones ATEX Zona 0, IECEx Clase 1 Div 1, Underwriters Lab (UL) y Factory Mutual (FM), los usuarios pueden utilizar nuestros sensores en entornos potencialmente inflamables con confianza. Para obtener más información sobre nuestras certificaciones, haga clic aquí
Tecnología TrueLEL™
Nuestra tecnología TrueLEL™ utiliza técnicas patentadas de medición y procesamiento de datos para clasificar el tipo de gas y aplicar automáticamente el factor de sensibilidad correcto en los sensores de gases inflamables MPS. Este factor de sensibilidad, a menudo llamado "factor k", garantiza lecturas precisas para una amplia gama de tipos de gases sin necesidad de conocer previamente la mezcla exacta de gases en el entorno ni de introducir manualmente el factor k en el detector. Esta tecnología, disponible exclusivamente en NevadaNano, proporciona a los trabajadores lecturas precisas de gases incluso si el tipo de gas cambia o si hay una mezcla de gases en las inmediaciones.
Clasificación de gases
La vieja manera:Las tecnologías de detección convencionales (por ejemplo, perla catalítica, NDIR) utilizan un multiplicador de “factor k” para convertir las señales del sensor en bruto en concentraciones de gas en % LEL. Estos “factores k” se basan en sensibilidades relativas conocidas de estos sensores a diferentes gases. Se debe seleccionar manualmente un único “factor k”, correspondiente a un gas en particular, durante la configuración del sistema; si luego el sensor se expone a un gas distinto del seleccionado, pueden producirse errores significativos en la concentración informada.
El método MPS™:El sensor de gas inflamable MPS™ aplica automáticamente un factor de conversión en tiempo real, utilizando las últimas propiedades térmicas medidas del aire/gas ambiente y las condiciones ambientales. Los valores de %LEL informados para el producto a granel, que puede contener una mezcla de gases, logran los mismos altos niveles de precisión que se logran con gases individuales.
