Kullosvarsler

En kullosvarsler, også kalt karbonmonoksidalarm eller CO-alarm, er en enhet som detekterer og varsler for nærvær av karbonmonoksid (CO) for å unngå kullosforgiftning. UL 2034 er et eksempel på en standard for kullosvarslere.

Kullosvarsler tilkoblet stikkontakt.

Trådløs kullosvarsler.

En kullosdetektor, også kalt karbonmonoksiddetektor eller CO-detektor, kan derimot omfatte utstyr som bare passivt indikerer ved CO. UL 2075 er et eksempel på en standard for kullosdetektorer.

Bakgrunn

Kullos er en fargeløs, smakløs og luktfri gass som produseres ved ufullstendig forbrenning av karbonholdige materialer. Kullos kalles av og til for "en stille morder", ettersom det er en dødelig gass som nesten er umulig å oppdage av mennesker.

En studie hveder å ha vist at 60% av alle amerikanere ikke kunne identifisert tegn på en kulloslekkasje i hjemmet. Høye nivåer av kullos kan være farlig for mennesker, avhengig av mengde og eksponeringstid. Små konsentrasjoner kan være skadelig over lengre perioder, mens økende konsentrasjoner krever avtagende eksponering for å ikke være skadelig.

Noen vanlige kilder til kullos i hjemmet er åpen flamme (f.eks. telys), varmeovner, varmtvannsberedere, tett skorstein eller å ha en bil med forbrenningsmotor på tomgang i en garasje.

Virkemåte

Kullosalarmer måler CO-nivået over tid, og skal utløse en alarm før farlige nivåer nås slik at personer skal få tilstrekkelig advarsel til å trygt ventilere området eller evakuere. Noen kullosalarmer kan også kobles opp mot vekter- eller nødsentraler.

Kullosdetektorer fungerer ikke i seg selv som røykvarslere (og vice versa), men det er kombinerte røyk- og kullosvarslere i handelen.

Installasjon

Kullosalarmer kan plasseres enten i nærheten av tak eller gulv, ettersom kullos har omtrent samme tetthet som luft. Ulike produsenter kan ha forskjellige instruksjoner for hvor og hvordan alarmen skal monteres.

Da kullosalarmer kom på markedet hadde de en begrenset levetid på 2 år. Med nyere teknologi annonseres nå enkelte modeller med levetid opptil 10 år. Årsaken til den korte levetiden er at sensorene som brukes slites ut. Det hevdes av enkelte kilder at sensorene har en levetid på to til fem år. Testfunksjonen på en kullosalarm tester vanligvis bare batteriet og kretser, og ikke selve sensoren. Kullosalarmer bør derfor testet med eksternt, kalibrert testutstyr. Noen hevder at kullosalarmenr bør testes årlig, og skiftes ut etter 5 år.

Utløsning

En kullosalarm løses ikke ut ved et gitt nivå (som på røykvarslere), men istedet ifølge en konsentrasjon/tid-funksjon. Ved lave konsentrasjoner (f.eks. 100 deler per million (PPM)) lyder gjerne ikke alarmen før etter mange titalls minutter. Ved 400 PPM lyder alarmen i løpet av få minutter. Funksjonen er ment å etterligne opptaket av karbonmonoksid i kroppen, og samtidig forebygge falske alarmer på grunn av relativt vanlige kilder til karbonmonoksid, som for eksempel sigarettrøyk.

Sensortyper

Elektrokjemiske kullossensor

Det finnes i dag fire ulike typer sensorer som brukes i kommersielle kullosvarslere, med forskjeller i pris, presisjon og responstid. Svært få kullosvarslere har utskiftbar sensor.

Optokjemisk sensor

Detektoren består av en pute med et farget kjemikalie som endrer farge ved kontakt med karbonmonoksid. Dette gir bare en kvalitativ advarsel av gass. Fordelen med disse detektorene er at de er rimelig, men ulempen er at de gir lavest nivå av beskyttelse.

En reaksjon som brukes for gjenkjenning av karbonmonoksid er kalium-disulfitopalladate (II) katalytisk oksidasjon:

${\ce {CO + K2Pd(SO3)2 -> Pd + CO2 + SO2 + K2SO3}}$

Ettersom reaksjonen utvikler seg vil palladium gjøre at fargen endrer seg fra gul til brun, og til slutt svart.

Biomimetisk sensor

En biomimetisk sensor fungerer på en måte som ligner på hemoglobinet i blodet, og mørkner proporsjonalt med kullosmengden i det omkringliggende miljøet. Den bruker syklodekstrin, en kromofor, og en rekke av metall-salter. Dette kan enten sees direkte eller ved å koble til en kilde med infrarøde fotoner (som en IR-LED) og deretter overvåke ved hjelp av en fotodiode. Batteriets levetid er vanligvis 2-3 år med vanlige alkaliske batterier, men med litiumbatterier vil batteriet var ut levetiden til produktet, som er beregnet å være inntil 6 år.

Biometriske sensorer var de første sensorene som ble populært på massemarkedet, men har per 2020 mistet noe av markedsandelene grunnet høy pris. De brukes i dag stort sett i bobiler og dyre hjem. Teknologien har blitt forbedret, regnes som den mest pålitelige teknologien ifølge en rapport fra Lawrence Berkeley National Laboratory. Teknologien foretrekkes i anlegg hvor kostnaden av en falsk alarm er svært høy.

Elektrokjemiske sensor

Elektrokjemiske detektorer benytter brenselcelleprinsippet for å generere en elektrisk strøm når gassen som skal oppdages gjennomgår en kjemisk reaksjon. Strømmen generert er tett knyttet til mengden karbonmonoksid i nærheten av sensoren.

Den elektrokjemiske cellen består i hovedsak av en beholder, to elektroder, tilkobling av ledninger og en elektrolytt (vanligvis svovelsyre). Karbonmonoksid okdisderes til karbondioksid på en elektrode, mens oksygen forbrukes på den andre elektroden.

Den elektrokjemiske cellen har fordelen over andre teknologier med at den måler karbonmonoksid-konsentrasjonen svært lineært og nøyaktig, krever minimalt med strøm når den drives i romtemperatur, og har en lang levetid på vanligvis 5 til 10 år. Det har blitt den dominerende teknologien i USA og Europa.

Halvleder-sensor

Halvleder-sensoren består av tynne ledninger av halvleder-tinndioksid på en isolert kjeramisk base, og overvåkes ved hjelp av en integrert krets. Selve sensoren må være oppvarmet til om lag 400 °C under drift. Oksygen øker motstanden i tinndioksidet, mens karbonmonoksid reduserer motstanden. Motstanden overvåkes av den integrerte kretsen. Levetiden til halvleder-sensoren er om lag 5 år, og typen bør testes hvert år med en testgass.

Det store effektbehovet til denne typen sensor gjør at de vanligvis blir drevet med strøm direkte fra strømnettet. Det finnes batteridrevne varianter som varer et par måneder. Halvleder-sensorer har blitt brukt en del i Japan, men elektrokjemiske sensorer har tatt over noe av dette markedet.