氣體檢測儀常見的幾種檢測原理
發(fā)布時間:
2024-12-24
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目前市場上能測氣體的傳感器有催化燃燒式,半導(dǎo)體,電化學(xué),紅外傳感器,光離子傳感器PID的這幾種,根據(jù)不同的應(yīng)用場合和氣體類型選擇不同的傳感器類型
1、催化燃燒式
催化燃燒式傳感器,催化燃燒式氣體傳感器是利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理,由檢測元件和補(bǔ)償元件配對構(gòu)成測量電橋,在一定溫度條件下,可燃?xì)怏w在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生無焰燃燒,載體溫度就升高,通過它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高,從而使平衡電橋失去平衡,輸出一個與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號。通過測量鉑絲的電阻變化的大小,就知道可燃性氣體的濃度。主要用于可燃性氣體的檢測,具有輸出信號線性好,指數(shù)可靠,價(jià)格便宜,防爆設(shè)計(jì) 不會與其他非可燃性氣體發(fā)生交叉感染。也大量用于工業(yè)現(xiàn)場的可燃?xì)鈾z測,但是美中不足是,不是所有的可燃?xì)舛伎梢杂么呋紵?,有的大分子的有機(jī)物,對這種傳感器就不反應(yīng),比如苯。另一方面,這種傳感器的測量精度為LEL級別,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PPM級別,所以只能用在高濃度氣體檢測,注意:催化燃燒式檢測的可實(shí)現(xiàn)是有條件的,必須保證檢測環(huán)境中包含足夠的氧氣,在無氧的環(huán)境下這種檢測方式可能無法檢測任何可燃性氣體。
2、半導(dǎo)體
半導(dǎo)體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件,其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進(jìn)行還原反應(yīng)以引起傳感器電導(dǎo)率的變化可燃?xì)怏w報(bào)警器。為了消除氣體分子達(dá)到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)的加熱器可以加速氧化過程,這也是為什么有些低端傳感器總是不穩(wěn)定,其原因就是沒有加熱或加熱電壓過低導(dǎo)致溫度太低反應(yīng)不充分?;蛘咄饨鐪囟茸兓瘜ζ溆绊懴鄬Υ螅雽?dǎo)體傳感器因其簡單低價(jià)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于可燃?xì)怏w報(bào)警器,但是又因?yàn)樗倪x擇性差和穩(wěn)定性不理想以及本身的發(fā)熱量大,不防爆,目前還只是在民用級別使用。注意:雖然半導(dǎo)體(固態(tài))的預(yù)期壽命較長,但與其它類型的傳感器相比,它們也更易于受到干擾氣體的影響。因此,如果應(yīng)用場合中出現(xiàn)其它背景氣體,固態(tài)傳感器可能會發(fā)出錯誤警報(bào)。
3、電化學(xué)式
電化學(xué)傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應(yīng)用在幾乎所有工業(yè)場合,電化學(xué)氣體傳感器是通過檢測電流來檢測氣體的濃度,分為不需供電的原電池式以及需要供電的可控電位電解式,目前可以檢測許多有毒氣體和氧氣。電化學(xué)傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。所能測的氣體種類少,一些有機(jī)類的就沒辦法測試,比如苯 甲苯,二甲苯之類。注意:①某些傳感器要求電極之間存在偏壓。傳感器穩(wěn)定需要30分鐘至24 小時,并需要三周時間來繼續(xù)保持穩(wěn)定。②高濕度及高干旱會影響傳感器的使用壽命。瞬間壓力變化可能產(chǎn)生一個暫態(tài)的傳感器輸出,也有可能達(dá)到誤報(bào)警狀態(tài)。
4、紅外傳感器
紅外傳感器,利用氣體對紅外色譜吸收的原理,幾乎是目前.完美的傳感器,屬于精密型傳感器,它具有相當(dāng)好的測量針對性。目前主要檢測低碳鏈碳?xì)浠衔锖虲O2。
5、光離子傳感器PID
有一個紫外光源,化學(xué)物質(zhì)在它的激發(fā)下產(chǎn)生正、負(fù)離子就能被檢測器輕易探測到。當(dāng)分子吸收高能紫外線時就產(chǎn)生電離,分子在這種激發(fā)下產(chǎn)生負(fù)電子并形成正離子。這些電離的微粒產(chǎn)生的電流經(jīng)過檢測器的放大,就能在儀表上顯示ppm級的濃度。這些離子經(jīng)過電極后很快就重新組合到一起變成原來的有機(jī)分子。在此過程中分子不會有任何損壞。
注意:PID用于檢測能被紫外線電離的氣體,否則無用。