ගෘහස්ථ වායු ගුණාත්මකභාවය සහ ආරක්ෂාව පාලනය කිරීමේදී නිවැරදි සංවේදක තාක්ෂණය තෝරා ගැනීම අත්යවශ්ය වේ. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) සංවේදක සහ සාමාන්ය ගෑස් සංවේදක (Gas Sensors) යනු බොහෝ දෙනෙකු නිතර පටලවා ගන්නා, නමුත් හාත්පසින්ම වෙනස් භෞතික හා රසායනික මූලධර්ම මත ක්රියාත්මක වන උපාංග දෙකකි.
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) සංවේදක: භෞතික විද්යාත්මක හා දෘශ්ය ක්රියාවලිය
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සංවේදක ප්රධාන වශයෙන්ම කාමර තුළ වාතාශ්රය ප්රමාණවත්ද යන්න තක්සේරු කිරීමට භාවිත වේ. මිනිසුන් ශ්වසන ක්රියාවලියේදී පිට කරන CO2 සාන්ද්රණය වැඩි වීම මඟින් කාමරයේ වාතය පල් වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. මෙම වායුව හඳුනා ගැනීම සඳහා බහුලවම භාවිත වන්නේ නොවිසිරුණු අධෝරක්ත (Non-Dispersive Infrared - NDIR) තාක්ෂණයයි.
මෙම තාක්ෂණයේ මූලික සිද්ධාන්තය පදනම් වන්නේ අණුක ආලෝක අවශෝෂණය මතය. NDIR සංවේදකයක් තුළ කුඩා අධෝරක්ත ආලෝක ප්රභවයක්, ආලෝකය ගමන් කරන කුටීරයක් (Optical Cavity), තරංග ආයාම පෙරහනක් (Interference Filter) සහ ආලෝක අනාවරකයක් (Thermopile Detector) අඩංගු වේ. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අණුවලට සුවිශේෂී වූ කම්පන සංඛ්යාතයක් ඇති අතර, ඒවා මයික්රෝමීටර 4.26 ක තරංග ආයාමයක් සහිත අධෝරක්ත කිරණ තදින්ම අවශෝෂණය කරයි. වායු කුටීරය හරහා ආලෝකය ගමන් කරන විට, එහි ඇති CO2 අණු ප්රමාණය අනුව අනාවරකය වෙත ළඟා වන ආලෝකයේ තීව්රතාවය අඩු වේ. මෙම වෙනස මැනීමෙන් වාතයේ ඇති CO2 ප්රමාණය මිලියනයකට කොටස් (Parts Per Million - PPM) මඟින් ඉතා නිවැරදිව ගණනය කළ හැක. මෙහිදී කිසිදු රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදු නොවන බැවින්, මෙම සංවේදක වසර ගණනාවක් පුරා ස්ථාවරව ක්රියා කරයි.
ගෑස් සංවේදක: රසායනික ප්රතික්රියා සහ විද්යුත් සන්නායකතාවය
සාමාන්ය ගෑස් සංවේදක (LPG, මීතේන්, ප්රොපේන් වැනි දැවෙනසුළු වායූන් හෝ විෂ සහිත කාබන් මොනොක්සයිඩ් හඳුනා ගන්නා උපකරණ) ක්රියා කරන්නේ රසායනික හෝ විද්යුත් රසායනික මූලධර්ම පදනම් කරගෙනය. මෙහිදී වඩාත් ප්රචලිත තාක්ෂණය වන්නේ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක (Metal Oxide Semiconductor - MOS) තාක්ෂණයයි.
මෙම සංවේදකය තුළ ටින් ඩයොක්සයිඩ් (SnO2) වැනි ලෝහ ඔක්සයිඩ් තුනී ස්ථරයක් සහ එය රත් කිරීම සඳහා කුඩා තාපකයක් අඩංගු වේ. සංවේදකය සක්රීය වූ විට, මෙම ලෝහ ඔක්සයිඩ් ස්ථරය සෙල්සියස් අංශක 300 සිට 400 දක්වා ඉහළ උෂ්ණත්වයකට රත් කෙරේ. පිරිසිදු වාතය ඇති විට, වාතයේ ඇති ඔක්සිජන් අණු මෙම රත් වූ මතුපිට මත තැන්පත් වී එහි ඇති නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන ලබා ගනී. මෙහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සංවේදකයේ විද්යුත් ප්රතිරෝධය ඉහළ මට්ටමක පවතී. නමුත්, කාන්දු වූ වායුවක් (උදාහරණයක් ලෙස හයිඩ්රොකාබන් හෝ කාබන් මොනොක්සයිඩ්) සංවේදකය වෙත පැමිණි විට, එම වායු අණු ලෝහ ඔක්සයිඩ් මතුපිට ඇති ඔක්සිජන් අයන සමඟ රසායනිකව ප්රතික්රියා කරයි. මෙම ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියාව හේතුවෙන් ඔක්සිජන් විසින් රඳවාගෙන තිබූ ඉලෙක්ට්රෝන නැවතත් අර්ධ සන්නායකය වෙත මුදා හැරේ. මෙයින් සංවේදකයේ විද්යුත් ප්රතිරෝධය සීඝ්රයෙන් පහත වැටෙන අතර, එමඟින් පරිපථය ක්රියාත්මක වී අනතුරු ඇඟවීමේ සංඥාව නිකුත් වේ.
විවිධ භාවිතයන් සහ වැදගත් ආරක්ෂණ පියවර
බොහෝ දෙනෙකු සිදු කරන ප්රධාන වැරදීමක් වන්නේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) සංවේදකයක් සහ කාබන් මොනොක්සයිඩ් (CO) සංවේදකයක් එකක් ලෙස සැලකීමයි. CO2 යනු වාතාශ්රය පාලනයට අදාළ, සාපේක්ෂව විෂ නොවන වායුවක් වන අතර, CO යනු අසම්පූර්ණ දහනයෙන් නිපදවෙන, ආඝ්රාණය කිරීමෙන් මිනිත්තු කිහිපයකින් මරණය පවා සිදුවිය හැකි අතිශය භයානක විෂ වායුවකි. CO2 සංවේදකයකට කිසිසේත්ම CO වායුව හඳුනාගත නොහැක.
එමනිසා, ගෘහස්ථ ස්ථාපනයන් සිදු කිරීමේදී පහත සඳහන් කරුණු කෙරෙහි විශේෂ අවධානයක් යොමු කළ යුතුය:
- ස්ථානගත කිරීම: ගෑස් කාන්දුවීම් හඳුනා ගන්නා සංවේදක (LPG, ස්වභාවික ගෑස්) ලිපට ආසන්නව, වායුවේ ස්වභාවය අනුව (සැහැල්ලු වායූන් සඳහා සිවිලිමට ආසන්නවද, බර වායූන් සඳහා බිමට ආසන්නවද) සවි කළ යුතුය.
- නඩත්තුව: රසායනික ප්රතික්රියා මත ක්රියාත්මක වන ගෑස් සංවේදකවල මතුපිට කාලයත් සමඟ දූවිලි හා රසායනික ද්රව්ය තැන්පත් වීම නිසා ඒවායේ සංවේදීතාව අඩු විය හැක. එම නිසා වසර කිහිපයකට වරක් ඒවා ප්රතිස්ථාපනය කළ යුතුය.
- කාලීන පරීක්ෂාව: NDIR තාක්ෂණය සහිත CO2 සංවේදක වඩා ස්ථාවර වුවද, ඒවායේ ස්වයංක්රීය ක්රමාංකන (Self-calibration) පද්ධති නිසි පරිදි ක්රියා කරන්නේදැයි වරින් වර පරීක්ෂා කර බැලීම සුදුසුය.
