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气体传感器的类型和适用场合分析
时间:2019-12-20 点击次数:1018
   传感器是能感受规定被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器,一般来说,气体传感器的定义是以检测目标位分类基础的,也就是说,凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器目前市场上能测气体的传感器有催化燃烧式,半导体,电化学,红外传感器,光离子传感器PID的这几种,根据不同的应用场合和气体类型选择不同的传感器类型。
 
1、催化燃烧式
     催化燃烧式传感器,催化燃烧式气体传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。主要用于可燃性气体的检测,具有输出信号线性好,指数可靠,价格便宜,防爆设计 不会与其他非可燃性气体发生交叉感染。也大量用于工业现场的可燃气检测,但是美中不足是,不是所有的可燃气都可以用催化燃烧,有的大分子的有机物,对这种传感器就不反应,比如苯。另一方面,这种传感器的测量精度为LEL级别,远远大于PPM级别,所以只能用在高浓度气体检测,
 
注意:催化燃烧式检测的可实现是有条件的,必须保证检测环境中包含足够的氧气,在无氧的环境下这种检测方式可能无法检测任何可燃性气体。
 
2、半导体
     半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化可燃气体报警器。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程,这也是为什么有些低端传感器总是不稳定,其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。或者外界温度变化对其影响相对大,半导体传感器因其简单低价已经广泛应用于可燃气体报警器,但是又因为它的选择性差和稳定性不理想以及本身的发热量大,不防爆,目前还只是在民用级别使用。
 
注意:虽然半导体(固态)的预期寿命较长,但与其它类型的传感器相比,它们也更易于受到干扰气体的影响。因此,如果应用场合中出现其它背景气体,固态传感器可能会发出错误警报。
 
3、电化学式
   电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合,电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度,分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式,目前可以检测许多有毒气体和氧气。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。所能测的气体种类少,一些有机类的就没办法测试,比如苯 甲苯,二甲苯之类。
 
注意:①某些传感器要求电极之间存在偏压。传感器稳定需要30分钟至24 小时,并需要三周时间来继续保持稳定。
②高湿度及高干旱会影响传感器的使用寿命。瞬间压力变化可能产生一个暂态的传感器输出,也有可能达到误报警状态。
 
4、红外传感器
   红外传感器,利用气体对红外色谱吸收的原理,属于精密型传感器,它具有相当好的测量针对性。目前主要检测低碳链碳氢化合物和CO2。
 
5、光离子传感器PID
   有一个紫外光源,化学物质在它的激发下产生正、负离子就能被检测器轻易探测到。当分子吸收高能紫外线时就产生电离,分子在这种激发下产生负电子并形成正离子。这些电离的微粒产生的电流经过检测器的放大,就能在仪表上显示ppm级的浓度。这些离子经过电极后很快就重新组合到一起变成原来的有机分子。在此过程中分子不会有任何损坏。
 
注意:PID用于检测能被紫外线电离的气体,否则无用。

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