Czujniki powszechnie stosowane w detekcji gazów
Najważniejszą częścią detektora gazu jest czujnik gazu, który różni się w zależności od różnych zasad wykrywania gazu. Typowe czujniki gazu obejmują czujniki fotojonizacyjne PID, czujniki podczerwieni, czujniki elektrochemiczne, katalityczne czujniki spalania i czujniki półprzewodnikowe. Poniżej Honeyegg Technology szczegółowo omówi zasady działania oraz zalety i wady każdego czujnika.
1, Zasada podczerwieni w detektorach gazu
Zasada działania: Zasada niedyspersyjnej podczerwieni: Czujniki NDIR wykorzystują prawo absorpcji podczerwieni Beera Lamberta, co oznacza, że różne gazy absorbują światło o określonej długości fali, a intensywność absorpcji jest wprost proporcjonalna do stężenia gazu wymaganego do wykrycia. Polega na zastosowaniu filtra, który dzieli światło podczerwone na wymagane małe pasmo linii widmowych, a wykryty gaz pochłania to małe pasmo linii widmowych.
Zalety: Wysoka niezawodność, dobra selektywność, wysoka dokładność, brak toksyczności, mniejsza ingerencja w środowisko, długa żywotność i brak zależności od tlenu.
Wady: Wilgotność ma na niego duży wpływ i ma ograniczone rodzaje gazów wykrywanych. Obecnie stosuje się go głównie do gazów takich jak metan, dwutlenek węgla, tlenek węgla, sześciofluorek siarki, dwutlenek siarki i węglowodory.
2, Zasady półprzewodników w detektorach gazu
Zasada: Półprzewodnikowe czujniki gazu są produkowane zgodnie z zasadą, że rezystancja niektórych materiałów półprzewodnikowych z tlenków metali zmienia się wraz ze składem gazu otoczenia w określonej temperaturze. Na przykład czujnik alkoholu jest przygotowany w oparciu o zasadę, że gdy dwutlenek cyny napotka gazowy alkohol w wysokich temperaturach, jego rezystancja gwałtownie spadnie.
Zalety: Ma zalety: niski koszt, prostą produkcję, wysoką czułość, szybką reakcję, długą żywotność, niską wrażliwość na wilgoć i prosty obwód.
Wady: słaba stabilność, duży wpływ czynników środowiskowych, zwłaszcza selektywność każdego czujnika nie jest unikalna i nie można określić parametrów wyjściowych. Dlatego nie nadaje się do stosowania w miejscach, gdzie wymagana jest dokładność pomiaru, ale głównie do użytku cywilnego.
3, Zasada spalania katalitycznego w detektorach gazu
Zasada działania: Katalityczny czujnik spalania to odporna na wysoką temperaturę warstwa katalizatora przygotowana na powierzchni rezystora platynowego. W określonej temperaturze gazy palne katalizują spalanie na swojej powierzchni, powodując wzrost temperatury rezystora platynowego i zmianę jego rezystancji. Zmiana oporu jest funkcją stężenia gazów palnych.
Zalety: Katalityczny czujnik gazów spalinowych selektywnie wykrywa gazy palne: wszystko, czego nie można spalić, nie reaguje na czujnik. Szybka reakcja, długa żywotność i mniejszy wpływ temperatury, wilgotności i ciśnienia. Wydajność czujników jest bezpośrednio powiązana z zagrożeniem wybuchem środowiska i są one dominującym typem czujników w obszarze detekcji bezpieczeństwa.
Wada: w zakresie gazów palnych nie ma selektywności. Czujniki są podatne na zatrucia, a większość oparów organicznych może mieć toksyczny wpływ na czujniki.
Uwaga: Możliwość detekcji spalania katalitycznego jest warunkowa i konieczne jest zapewnienie, że środowisko detekcji zawiera wystarczającą ilość tlenu. W środowiskach beztlenowych ta metoda wykrywania może nie umożliwiać wykrycia jakichkolwiek gazów palnych. Niektóre związki ołowiu (zwłaszcza tetraetyloołowiu), związki siarki, związki krzemu, związki fosforu, siarkowodór i węglowodory halogenowane mogą powodować zatrucie lub hamowanie czujnika.
4, Zasada PID detektorów gazu
Zasada: PID składa się ze źródła światła lampy UV i komory jonowej, które mają elektrody dodatnie i ujemne, tworzące pole elektryczne. Pod wpływem promieniowania lampy UV mierzony gaz jonizuje, wytwarzając jony dodatnie i ujemne, które następnie tworzą prąd pomiędzy elektrodami. Wzmocniony sygnał wyjściowy
Zalety: Wysoka czułość, brak problemów z zatruciem.
Wady: Brak selektywności, duży wpływ wilgoci, krótka żywotność lamp UV i wysoka cena.
5, Elektrochemiczne zasady działania detektorów gazu
Zasada działania: Działa poprzez reakcję z docelowym gazem poprzez elektrolit wewnątrz czujnika i generowanie sygnału elektrycznego proporcjonalnego do stężenia gazu.
Zalety: Szeroki zakres temperatur pracy, wiele zakresów, wysoka czułość, wyjście liniowe, dobra selektywność
Wady: krótka żywotność, ograniczony okres przechowywania, krótka żywotność w środowiskach wyjątkowo suchych lub o wysokim stężeniu gazu, niespecyficzny, łatwo zakłócany, wilgotność wpływająca na dokładność.
Uwaga: większość czujników gazów toksycznych wymaga niewielkiej ilości tlenu do utrzymania normalnej funkcjonalności. Służy do tego otwór wentylacyjny z tyłu czujnika. Wysoka wilgotność i wysoka susza mogą mieć wpływ na żywotność czujników. Chwilowe zmiany ciśnienia mogą generować przejściowy sygnał wyjściowy czujnika lub powodować fałszywy alarm.
