氣體檢測傳感器你了解多少 ?
上傳時間 :2021-01-14 作者 :
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器 。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調理 ,通常包括濾除雜質和幹擾氣體 、幹燥或製冷處理儀表顯示部分 。
氣體傳感器是一種將氣體的成份 、濃度等信息轉換成可以被人員 、儀器儀表 、計算機等利用的信息的裝置 !氣體傳感器一般被歸為化學傳感器的一類 ,盡管這種歸類不一定科學 。
在一些石油、化工 、煤炭等行業中 ,部門在生產加工及運輸等過程中 ,經常有可能出現各種易燃易爆氣體或液體的泄漏現象 ,對於這些泄漏氣體需要多彩網是實時監測 ,這時就離不開氣體檢測儀的應用。而氣體檢測儀與傳感器密不可分 。不同的傳感器其作用也不同 ,接下來為大家介紹6中傳感器 。
PID光離子化氣體傳感器
PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構成 ,在離子室有正負電極 ,形成電場 ,待測氣體在紫外燈的照射下 ,離子化 ,生成正負離子 ,在電極間形成電流 ,經放大輸出信號。PID具有靈敏度高 ,無中毒問題 ,安全可靠等優點 。
迦伐尼電池式氧氣傳感器
隔膜迦伐尼電池式氧氣傳感器的結構 :在塑料容器的一麵裝有對氧氣透過性良好的 、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜,在其容器內側緊粘著貴金屬(鉑 、黃金 、銀等)陰電極,在容器的另一麵內側或容器的空餘部分形成陽極(用鉛 、鎘等離子化傾向大的金屬) 。
用氫氧化鉀 ,氧氣在通過電解質時在陰陽極發生氧化還原反應 ,使陽極金屬離子化 ,釋放出電子 ,電流的大小與氧氣的多少成正比 ,由於整個反應中陽極金屬有消耗 ,所以傳感器需要定期更換 。目前國內技術已日趨成熟 ,完全可以國產化此類傳感器 。
催化燃燒式傳感器
催化燃燒式傳感器原理是目前最廣泛使用的檢測可燃氣體的原理之一 ,具有輸出信號線形好 、指數可靠 、價格便宜 、無與其他非可燃氣體的交叉幹擾等特點 。
催化燃燒式傳感器采用惠斯通電橋原理 ,感應電阻與環境中的可燃氣體發生無焰燃燒 ,使溫度使感應電阻的阻值發生變化 ,打破電橋平衡 ,使之輸出穩定的電流信號 ,再經過後期電路的放大 、穩定和處理最終顯示可靠的數值 。
定電位電解式氣體傳感器
定電位電解式傳感器是目前測毒類現場最廣泛使用的一種技術 ,在此方麵國外技術領先 ,因此此類傳感器大都依賴進口 。定電位電解式氣體傳感器的結構 :在一個塑料製成的筒狀池體內 ,安裝工作電極 、對電極和參比電極 ,在電極之間充滿電解液 ,由多孔四氟乙烯做成的隔膜 ,在頂部封裝 。
前置放大器與傳感器電極的連接 ,在電極之間施加了一定的電位 ,使傳感器處於工作狀態 。氣體與的電解質內的工作電極發生氧化或還原反應 ,在對電極發生還原或氧化反應 ,電極的平衡電位發生變化 ,變化值與氣體濃度成正比 。
紅外式傳感器紅外式傳感器
利用各種元素對某個特定波長的吸收原理 ,具有抗中毒性好 ,反應靈敏 ,對大多數碳氫化合物都有反應 。但結構複雜 ,成本高 。
金屬氧化物半導體式傳感器
金屬氧化物半導體式傳感器利用被測氣體的吸附作用 ,改變半導體的電導率,通過電流變化的比較 ,激發報警電路 。由於半導體式傳感器測量時受環境影響較大 ,輸出線形不穩定 。金屬氧化物半導體式傳感器 ,因其反應十分靈敏 ,故目前廣泛使用的領域為測量氣體的微漏現象 。
氣體檢測儀的使用環境是比較惡劣的 ,周圍都是各種汙染氣體 。傳感器則是氣體檢測變壓器的核心部位 ,是檢測氣體濃度的關鍵所在 ,隨著不同的檢測原理 ,傳感器也不盡相同 。
特性
氣體傳感器是化學傳感器的一大門類 ,從工作原理 、特性分析到測量技術 ,從所用材料到製造工藝 ,從檢測對象到應用領域 ,都可以構成獨立的分類標準 ,衍生出一個個紛繁龐雜的分類體係 ,尤其在分類標準的問題上還沒有統一 ,要對其進行嚴格的係統分類難度頗大 。
1 、穩定性
穩定性是指傳感器在整個工作時間內基本響應的穩定性 ,取決於零點漂移和區間漂移 。零點漂移是指在沒有目標氣體時 ,整個工作時間內傳感器輸出響應的變化 。區間漂移是指傳感器連續置於目標氣體中的輸出響應變化 ,表現為傳感器輸出信號在工作時間內的降低 。理想情況下 ,一個傳感器在連續工作條件下 ,每年零點漂移小於10% 。
2 、靈敏度
靈敏度是指傳感器輸出變化量與被測輸入變化量之比 ,主要依賴於傳感器結構所使用的技術 。大多數氣體傳感器的設計原理都采用生物化學 、電化學 、物理和光學。首先要考慮的是選擇一種敏感技術 ,它對目標氣體的閥限製(TLV-thresh-oldlimitvalue)或最低爆炸限(LEL-lowerexplosivelimit)的百分比的檢測要有足夠的靈敏性 。
3 、選擇性
選擇性也被稱為交叉靈敏度 。可以通過測量由某一種濃度的幹擾氣體所產生的傳感器響應來確定 。這個響應等價於一定濃度的目標氣體所產生的傳感器響應 。這種特性在追蹤多種氣體的應用中是非常重要的 ,因為交叉靈敏度會降低測量的重複性和可靠性 ,理想傳感器應具有高靈敏度和高選擇性 。
4 、抗腐蝕性
抗腐蝕性是指傳感器暴露於高體積分數目標氣體中的能力 。在氣體大量泄漏時 ,探頭應能夠承受期望氣體體積分數10~20倍 。在返回正常工作條件下 ,傳感器漂移和零點校正值應盡可能小 。
氣體傳感器的基本特征 ,即靈敏度 、選擇性以及穩定性等 ,主要通過材料的選擇來確定 。選擇適當的材料和開發新材料 ,使氣體傳感器的敏感特性達到最優 。