Produkt-Neuheit

Die Sicherheit in modernen Haushalten stützt sich zunehmend auf intelligente Sensortechnologien, die unsichtbare und potenziell lebensbedrohliche Gefahren erkennen können. Unter diesen spielen Gassensoren eine entscheidende Rolle beim Schutz der Bewohner vor Risiken wie Feuer, Vergiftungen und explosionsgefährdeten Atmosphären. Lösungen von Figaro haben sich in Sicherheitsanwendungen für Wohngebäude weit verbreitet und ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Kohlenmonoxid (CO), brennbaren Gasen wie Erdgas (NG) und Flüssiggas (LPG) sowie neueren Brennstoffen wie Wasserstoff (H₂).

Die Bedeutung dieser Technologien wird durch Sicherheitsdaten aus ganz Europa und darüber hinaus unterstrichen. Brände in Wohngebäuden und gasbedingte Unfälle stellen nach wie vor ein erhebliches Risiko dar: Jährlich kommen in Europa etwa 5.000 Menschen bei Bränden ums Leben, die meisten davon in Privathaushalten. Die flächendeckende Einführung von Gas- und Rauchmeldesystemen hat jedoch zu einer messbaren Verbesserung geführt. Die Zahl der Todesfälle durch Brände in Europa ist in den letzten 30 Jahren um rund 65 % zurückgegangen, was vor allem auf verbesserte Sicherheitsvorschriften und den Einsatz von Detektionstechnologien zurückzuführen ist.
Kohlenmonoxid stellt nach wie vor eine erhebliche Gefahr dar, die ohne Sensoren oft nicht erkennbar ist. Weltweit führt die CO-Exposition jährlich zu Zehntausenden von Todesfällen, darunter Hunderte allein in Westeuropa, während in einigen Regionen Osteuropas jedes Jahr noch immer Tausende von Todesfällen mit Heiz- und Kochtechniken in Verbindung gebracht werden. Die Integration von CO-Sensoren in spezielle Melder und kombinierte Brandmeldesysteme ist daher ein wesentlicher Bestandteil moderner Strategien zur Sicherheit im Haushalt.

Neben der Erkennung giftiger und brennbarer Gase gewinnt die Bedeutung der Raumluftqualität für das allgemeine Wohlbefinden zunehmend an Bedeutung. Kohlendioxid (CO₂)-Sensoren stehen zwar nicht in direktem Zusammenhang mit akuten Sicherheitsrisiken wie CO oder brennbaren Gasen, werden jedoch zunehmend zur Überwachung der Belüftung und zur Verringerung langfristiger Gesundheitsrisiken eingesetzt, wodurch sie an der Schnittstelle zwischen Sicherheit, Komfort und Energieeffizienz stehen.

Dieser Artikel befasst sich mit der Palette der Figaro-Gassensoren, die in Sicherheitsanwendungen für Privathaushalte zum Einsatz kommen – von der CO-Erkennung in Rauchmeldern und Brandschutzsystemen (1) bis hin zur Überwachung brennbarer Gase wie Erdgas, Flüssiggas und Wasserstoff (2) – und zeigt auf, wie diese Technologien zu mehr Sicherheit in den eigenen vier Wänden beitragen und die sich weltweit weiterentwickelnden Sicherheitsstandards unterstützen.

Spezielle CO-Melder
Bei CO-Warnmeldern für den privaten Gebrauch, die nach UL 2034 und EN 50291 zertifiziert sind, muss das Gassensorelement Kohlenmonoxid im niedrigen ppm-Bereich zuverlässig erkennen und dabei eine langfristig stabile und wiederholbare Messgenauigkeit aufweisen. In beiden Normen muss der Sensor Konzentrationen von bis zu 30 ppm erkennen, ohne einen Alarm auszulösen, und gleichzeitig Alarmschwellen ab 50 ppm (EN 50291) bzw. 70 ppm (UL 2034) präzise unterstützen. Er muss es dem System ermöglichen, definierte Reaktionszeiten einzuhalten, die im Fall von EN 50291 strenger sind: 50 ppm innerhalb von 60–90 Minuten, 100 ppm innerhalb von 10–40 Minuten und 300 ppm in weniger als 3 Minuten. Um dies zu erreichen, benötigt der Sensor in der Regel eine gute Leistung im kritischen Bereich von 30–100 ppm sowie eine geringe Basislinienabweichung über eine Lebensdauer von 5–10 Jahren. Außerdem muss er unter Umgebungsbedingungen von etwa 0 °C bis 40–50 °C und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 90–95 % zuverlässig arbeiten und gleichzeitig die Querempfindlichkeit gegenüber Störgasen wie Wasserstoff- und Alkoholdämpfen minimieren, um Fehlalarme zu vermeiden.

Der RoHS-konforme TGS 5141 eignet sich ideal für die CO-Detektion in Wohngebäuden und erfüllt die Anforderungen der Normen UL 2034 und EN 50291. Er bietet eine hervorragende Langzeitstabilität, hohe Empfindlichkeit und eine ausgeprägte Selektivität gegenüber Kohlenmonoxid. Der Sensor arbeitet in einem typischen Messbereich von 0 bis 5.000 ppm mit einer schnellen Ansprechzeit (T90) von unter 60 Sekunden und liefert einen linearen Stromausgang, der proportional zur Gaskonzentration ist.
Der TGS 5141 bietet nicht nur eine hohe Leistungsfähigkeit, sondern ist mit einem Durchmesser von nur 14 mm und einer Höhe von 5 mm auch der weltweit kleinste elektrochemische CO-Sensor. Diese kompakte Bauweise wird durch den Einsatz eines einzigartigen Elektrolyten ermöglicht, der den Bedarf an einem Wasserreservoir überflüssig macht. Dadurch konnte die Größe im Vergleich zum Vorgängermodell TGS 5042 um 90 % reduziert und das Gewicht auf nur 2,5 Gramm gesenkt werden.
Der Sensor ist energieautark und erzeugt die für den Betrieb erforderliche Energie selbst, während die Elektronik der Messschaltung nur wenige Mikroampere verbraucht. Mit einer erwarteten Lebensdauer von über zehn Jahren eignet er sich besonders gut für batteriebetriebene CO-Melder im Wohnbereich. Jedes Gerät wird mit individuellen Empfindlichkeitsdaten ausgeliefert, wodurch eine zusätzliche Kalibrierung bei der Installation entfällt und die Systemintegration vereinfacht wird.
Der TGS 5141 vereint eine lange Lebensdauer, kompakte Abmessungen und wettbewerbsfähige Kosten und bietet damit eine effiziente und kostengünstige Lösung für moderne CO-Detektionssysteme.

Alternative Sensoren aus der elektrochemischen Produktfamilie CO von Figaro
Der beliebte TGS 5042 und sein Derivat, der TGS 5043, mit seinem erweiterten Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +70 °C, zeichnen sich ebenfalls durch hohe Stabilität und Langlebigkeit aus und erfüllen die Normen UL 2034 und EN 50291. Obwohl sie in vielen Fällen durch den TGS 5141 für den Einsatz in Hausalarmanlagen abgelöst wurden, sind sie nach wie vor beliebt in Fällen, in denen die Temperatur unter 0 °C fällt, z. B. in Tiefgaragen und für gewerbliche Anwendungen. Vorkalibrierte Module (CMM 5042) sind erhältlich.

Brandmelder für Wohngebäude
Der oben erwähnte TGS 5141 erfüllt zudem die Anforderungen der Norm EN 54-31 an CO-Sensoren für den Einsatz in Brandmeldeanlagen, bei denen der Sensor auf wesentlich schnellere Änderungen der CO-Konzentration reagieren muss – häufig bei Alarmschwellenwerten um ~60 ppm, ohne Reaktion unterhalb von ~25 ppm – und dynamische Brandmerkmale wie Schwel- und Flammenbildung erkennen muss. Dadurch wird größerer Wert auf eine schnelle Ansprechzeit (niedriger T90-Wert), „Anstiegsempfindlichkeit“ und eine sehr hohe Störfestigkeit (z. B. gegenüber Alkoholen, Kohlenwasserstoffen oder CO₂ bis zu ~5000 ppm) gelegt.

Multigas-Warngeräte für den privaten Gebrauch
Mehrgaswarngeräte für den Wohnbereich, die die Erkennung von Kohlenmonoxid (CO) mit der Erfassung brennbarer Gase wie Methan (CH₄) und zunehmend auch Wasserstoff (H₂) kombinieren, bieten einen umfassenderen Ansatz für die Sicherheit im Haushalt, da sie sowohl toxische als auch explosive Gefahren in einem einzigen Gerät abdecken. Diese Systeme werden in der Regel in Umgebungen eingesetzt, in denen mit Brennstoffen betriebene Geräte vorhanden sind, beispielsweise in Küchen, Heizungsräumen, Garagen und Wohnmobilen, wo sowohl die Gefahr von CO durch unvollständige Verbrennung als auch von Erdgas- oder Wasserstofflecks besteht. Im Gegensatz zu Einzelgaswarnern können Mehrgaslösungen mehrere Gefahren gleichzeitig überwachen und so die allgemeine Sicherheitsabdeckung ohne zusätzlichen Installationsaufwand und mit minimalen Kosten verbessern.
Der Figaro TGS 3870 eignet sich besonders gut für Mehrgaswarngeräte im Wohnbereich, da er die Erkennung von Kohlenmonoxid (CO), Methan (CH₄) und Wasserstoff (H₂) auf einer einzigen Sensorplattform ermöglicht und somit den Einsatz mehrerer separater Sensoren überflüssig macht. Dies vereinfacht das Systemdesign, reduziert Größe und Stromverbrauch und ermöglicht die gleichzeitige Überwachung sowohl toxischer als auch explosiver Gasgefahren – eine Funktion, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, da in Haushalten zunehmend gemischte und wasserstoffbasierte Energiequellen zum Einsatz kommen. Der Sensor arbeitet nach dem Prinzip eines Metalloxid-Halbleiter-Mikroperlen-Sensors (MOS), bei dem sich die elektrische Leitfähigkeit ändert, wenn er den Zielgasen ausgesetzt wird. Durch periodisches Wechseln zwischen hohen und niedrigen Heizspannungen erkennt der TGS 3870 selektiv CO im Bereich von 50–1000 ppm sowie Methan und Wasserstoff im Bereich von 1–25 % UEG, und zwar unabhängig voneinander. Diese Gase, die von Natur aus reduzierend wirken, werden an der Sensoroberfläche oxidiert, setzen dabei Elektronen frei und verringern den Widerstand, was dann in ein messbares Signal umgewandelt wird, das proportional zur Gaskonzentration ist. Mit einem geringen durchschnittlichen Heizleistungsbedarf von nur 38 mW sowie einer hohen Beständigkeit gegenüber VOCs und Siloxanen bietet der TGS 3870 eine kompakte, robuste und energieeffiziente Lösung, die sich ideal für moderne Mehrgas-Sicherheitsanwendungen in Wohngebäuden eignet.