什么是A2L/A3冷媒?

根據(jù)ASHRAE 34-2022標準，冷媒按毒性可分為A類(低慢性毒性)、B類(高慢性毒性)，按可燃性可分為第1類(無火焰?zhèn)鞑?、第2L類(弱可燃)、第2類(可燃)、第3類(可燃易爆)。A2L是低毒弱可燃性冷媒，常見的有R32、R454A、R454B、R454C、R1234ze、R1234yf等。A3冷媒是高可燃性天然工質(zhì)，常見的有R290等。為應對全球變暖問題，全球?qū)Ω逩WP冷媒的管控趨嚴，A2L和A3冷媒因低GWP特性成為全球制冷行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的必然選擇。

??冷媒泄漏監(jiān)測的主要技術

??目前針對A2L/A3冷媒泄漏監(jiān)測的技術主要包括非分光紅外技術、熱導技術、超聲波技術、半導體技術和光聲光譜技術。

??非分光紅外技術

??非分光紅外(NDIR)技術是利用氣體對特定波長紅外光的吸收特性來測量氣體濃度，檢測不同型號冷媒氣體只需選擇對應的特征吸收波段，具有選擇性好，抗干擾能力強，檢測精度高，壽命長，可靠性高等優(yōu)勢，但NDIR冷媒泄漏監(jiān)測傳感器因其相對復雜的設計使其尺寸在應用中存在局限性。

??NDIR技術原理圖

??熱導技術

??熱導技術是基于不同氣體熱導率的差異，通過測量氣體流經(jīng)加熱元件時的導熱能力變化來判斷濃度，具有結構簡單，體積小，成本低，維護方便等優(yōu)勢，但熱導冷媒泄漏監(jiān)測傳感器因其測量的廣譜性易受到干擾氣體的影響導致傳感器誤報。同時因為R290等氣體的燃燒/爆炸下限比較低，熱導冷媒泄漏監(jiān)測傳感器對R290氣體在燃燒/爆炸下限范圍的測量靈敏度低使其在冷媒泄漏監(jiān)測應用中存在一定局限性。

??熱導技術原理圖

?? 超聲波技術

??超聲波技術是通過精確測量聲速以精確計算特定氣體濃度。發(fā)射器生成特定聲波，聲波在聲腔內(nèi)會形成共振，產(chǎn)生駐波，當腔體內(nèi)濃度發(fā)生變化時，聲速發(fā)生變化，駐波頻率會發(fā)生變化。接收器接收到駐波信號并將信號轉(zhuǎn)換成特定電信號，處理器將駐波頻率信號換算為聲速。超聲波冷媒泄漏監(jiān)測傳感器具有體積小，功耗低，壽命長等優(yōu)勢，對分子量與空氣分子量差異較大的冷媒氣體有較好的靈敏度，但因其測量的廣譜性易受到干擾氣體的影響導致傳感器誤報。同時因為R290等氣體的燃燒/爆炸下限比較低，超聲波冷媒泄漏監(jiān)測傳感器對R290氣體在燃燒/爆炸下限范圍的測量靈敏度低使其在冷媒泄漏監(jiān)測應用中存在一定局限性。

??超聲波技術原理圖

?? 半導體技術

??半導體技術基于半導體材料電學性質(zhì)變化的氣體檢測技術，當待測氣體在一定溫度下與半導體接觸時，會發(fā)生氧化還原反應，這一反應過程導致半導體的導電性能發(fā)生變化。通過測量電阻、電流或電壓等電學參數(shù)的變化可以確認氣體的濃度高低。半導體冷媒泄漏監(jiān)測傳感器具有設計簡單和成本低等優(yōu)勢，但其壽命短、易中毒和易受其他氣體影響的特性使其在冷媒泄漏監(jiān)測應用中存在局限性。

??半導體技術原理圖

?? 光聲光譜技術

??光聲光譜技術通過檢測氣體吸收光能后產(chǎn)生的聲波信號來分析氣體濃度。向光學測量單元釋放窄帶光，光由氣體分子吸收，分子平動能增加，導致光聲腔內(nèi)壓力增強。對光源進行周期性調(diào)制，形成光聲信號，信號通過麥克風捕捉形成電信號。光聲光譜冷媒泄漏監(jiān)測傳感器具有選擇性好，靈敏度高，體積小等優(yōu)勢但其技術要求高，成本高且易受到外界噪聲和振動影響。

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光聲光譜技術原理圖

??A2L/A3冷媒泄漏監(jiān)測傳感器的選擇

??  綜上所述，NDIR原理的冷媒泄漏監(jiān)測傳感器技術非常成熟、環(huán)境適應性好，可以適配A2L和A3等各種冷媒的精準測試，優(yōu)先選擇。美國ASHARE在2020年的測試報告《Refrigerant Detector Characteristics for Use in HVACR Equipment-Phase l》中，對全球市場各種技術原理的的A2L冷媒泄漏監(jiān)測傳感器樣品進行抽樣測試，結果反映NDIR原理的冷媒泄漏監(jiān)測傳感器整體測試表現(xiàn)優(yōu)異。其次，針對A3冷媒泄漏，通常可以采用NDIR和光聲光譜技術測量，而其中NDIR因其技術成熟、性能穩(wěn)定、應用廣泛，無疑是最佳的選擇。

??四方光電冷媒泄漏監(jiān)測傳感器

??四方光電憑借多元化的技術布局，推出了NDIR、熱導及超聲波技術的A2L/A3冷媒泄漏監(jiān)測傳感器，覆蓋R32、R454A、R454B、R454C、R1234yf、R1234ze、R290等多種冷媒的檢測。并針對冷庫冷媒泄漏研發(fā)了冷媒(R717)和冷媒(R744)泄漏監(jiān)測傳感器，將服務范圍從家用/商用制冷設備延伸至工業(yè)制冷、冷鏈物流等新領域。四方光電在NDIR技術方面具有非常深的技術底蘊，自2003年開始至今具備22年的產(chǎn)品開發(fā)和應用經(jīng)驗，掌握光學核心零部件探測器開發(fā)和制造能力，已經(jīng)有超過千萬支光學傳感器在市場應用。