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各類氣體傳感器的檢測原理

時間:2025/1/30閱讀:98
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現(xiàn)在商場上能測氣體的傳感器有催化焚燒式,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)不同的運用場合和氣體類型挑選不同的傳感器類型。

氣體傳感器的各種檢測原理(圖3)

1、催化焚燒式

催化燃燒傳感器,采用催化燃燒的熱學(xué)原理,將探測元件與補償元件組成測量電橋,在特定的溫度下,在感應(yīng)元件的載體和催化劑的作用下,可以實現(xiàn)無火焰燃燒,載體的溫度會上升,而鉑線的電阻也會隨之增加,平衡電橋會失去平衡,輸出一種與可燃性氣體濃度成比例的電信號??扇?xì)怏w的濃度是測量鉑絲電阻變化的幅度。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于易燃性氣體的探測,輸出信號線性、指標(biāo)可靠、價格低廉、防爆設(shè)計不會與其它易燃性氣體發(fā)生交叉干擾。但美中不足的是,并不是所有的可燃?xì)怏w,都可以被催化燃燒,一些大分子的有機物,在傳感器面前,是沒有反應(yīng)的,比如苯。另一方面,該傳感器測量的準(zhǔn)確度達(dá)到 LEL級別,大大超過 PPM級別,因此僅適用于高濃度氣體的探測。

留意:催化焚燒式檢測的可實現(xiàn)是有條件的,有必要確保檢測環(huán)境中包含足夠的氧氣,在無氧的環(huán)境下這種檢測方法或許無法檢測任何可燃性氣體。

氣體傳感器的各種檢測原理(圖5)

2、半導(dǎo)體

半導(dǎo)體傳感器是一種由金屬氧化物膜構(gòu)成的阻抗器件,它的電阻隨氣體的含量而變化。一種變化的氣體報警裝置,它使氣體分子在膜的表面發(fā)生恢復(fù)反應(yīng),從而導(dǎo)致傳感器的導(dǎo)電。要消除進(jìn)入初始態(tài)的氣體分子,首先要進(jìn)行一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)部的加熱器可以加速氧化,所以一些低端的傳感器會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況,因為沒有加熱或者加了溫差,導(dǎo)致傳感器的溫度過低。雖然外界的溫度變化會對其產(chǎn)生很大的影響,但是由于其價格低廉,所以在報警器中得到了廣泛的應(yīng)用,但是由于其選擇性和穩(wěn)定性不佳,導(dǎo)致了易燃易爆。

氣體傳感器的各種檢測原理(圖4)

3、電化學(xué)式

電化學(xué)傳感器由于具有優(yōu)良的選擇性和高的敏感性,在所有的工業(yè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,它主要是利用電流來探測氣體的含量,將其劃分為不需要電源的原型電化學(xué)傳感器和需要用電的電勢電解法,目前它可以探測到大量的有害氣體和氧。電化學(xué)傳感器具有較高的靈敏度和較好的選擇性。缺點就是壽命限制是兩年。他能檢測到的氣體種類很少,比如苯甲苯,二甲苯等等,他是不可能檢測到的。

留意:①有些傳感器需要有偏置的電極。感應(yīng)器的穩(wěn)定需要30-24個小時,需要三個星期的時間來穩(wěn)定。

②高濕度和高乾燥對感應(yīng)器使用壽命有一定的影響。瞬間的壓力變化,可能會導(dǎo)致傳感器的暫時輸出,也可能會出現(xiàn)錯誤的警報。

氣體傳感器的各種檢測原理(圖1)

4、紅外傳感器

紅外傳感器,是一種基于氣體的紅外光譜吸收原理的傳感器,是目前的傳感器,是一種精密的傳感器,它的測量精度很高。目前最重要的是對低碳碳?xì)浠衔锖投趸嫉臏y試。

氣體傳感器的各種檢測原理(圖2)

5、光離子傳感器PID

這里有一種紫外線光源,可以使化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生正離子和負(fù)離子,探測器可以很容易地發(fā)現(xiàn)。當(dāng)分子吸收了高能量的紫外光后,會發(fā)生電離。電離粒子產(chǎn)生的電流經(jīng)過探測器的放大,可以顯示出 ppm的濃度。當(dāng)它們穿過電極時,它們會迅速地結(jié)合在一起,形成一個有機分子。在這個過程中,沒有對分子造成損害。

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