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西安氣體檢測報警器的工作原理及傳感器類別

作者:admin 發布日期:2019/6/13 關注次數: 二維碼分享

西安氣體檢測報警器

我們來講西安氣體檢測報警器的工作原理。它是將氣體濃度的變化量經傳感器轉化成電流或電壓的變化量,由信號采樣電路送入AD轉換模組轉換成數字信號,單片機接收此數字信號后,經內部算法運算得出當前氣體濃度值,報警器結合實際氣體濃度值來實現濃度顯示,報警等功能,同時再經標準4~20mA,RS485等接口將濃度信號變送輸出,實現遠程監控。氣體濃度變化量是怎么來的呢?  

可燃氣體:
當可燃氣體與傳感器發生反應,在鉑絲表面引起氧化反應(無焰燃燒),其產生的熱量使鉑絲的溫度升高,而鉑絲的電阻率便發生變化。加熱后的電阻變化的大小來測定可燃氣體濃度。
有毒氣體:
當有毒氣體與傳感器發生反應,然后是疏水屏障層,到達電極表面。被測氣體在工作電極上發生氧化或還原反應,通過電極間連接的電阻器,與被測氣體濃度成正比的電流會在正負極流動,測量其電流變化的大小來測定有毒氣體濃度。

那傳感器又具體有哪些種類呢?下面就為大家介紹一下。主要有催化燃燒式傳感器、電化學傳感器、半導體傳感器、紅外傳感器和光離子傳感器(PID)等。

一. 催化燃燒式氣體傳感器及特點  

催化燃燒式傳感器屬于高溫傳感器,是可燃氣體報警器常用的傳感器類型。

利用催化燃燒的熱效應原理,由檢測元件和補償元件配對構成測量電橋,在一定溫度條件下,可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發生無焰燃燒,載體溫度就升高,通過它內部的鉑絲電阻也相應升高,從而使平衡電橋失去平衡,輸出一個與可燃氣體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。

催化燃燒式傳感器的特點:

1.全量程方位內精準且線性輸出
2.可檢測多種可燃氣
3.性價比高
4.工作時需要充足的氧氣
5.氣體的防爆檢測技術成熟

二. 電化學傳感器及特點  

電化學傳感器屬于精密型傳感器,是有毒西安氣體檢測報警器常用的傳感器類型。

電化傳感器由擴散透氣膜、高活性點擊和酸性電解質組成。一般由三極(工作電極、對電極、參比電極)及電解液構成,氣體在工作電極上發生氧化或還原反應,對電極上發生相應的半反應,通過電極間連接的電阻器,與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動。通過測量該電流變化的大小,就知道有毒氣體的濃度。

有些型號的傳感器還擁有第四個電極即輔助電極,用來消除工作電極上受到的交叉干擾。

電化學傳感器的特點:

1.對ppm濃度有靈敏反應
2.全量程方位內精準且線性
3.對目標氣種有較好的選擇性
4.電解質會受到酒精或揮發性油類物質的污染
5.部分傳感器易受溫度和濕度突變的影響

三. 半導體傳感器及特點  

半導體傳感器屬于廣譜型傳感器,分為電阻式與非電阻式兩種。利用半導體與氣體接觸時電阻或功函數發生變化這一特性檢測氣體。

電阻式采用SnO2、ZnO等金屬氧化物材料制備,有多孔燒結件、厚膜、薄膜等形式。

非電阻式氣體傳感器利用氣體吸附和反應時引起的功函數變化來檢測氣體。它可分為金屬-半導體結二極管型傳感器、MOS二極管型傳感器和MOS FET型傳感器。

半導體傳感器的特點:

1.對PPM濃度有靈敏反應,線性度差
2.性價比高
3.對目標氣種無選擇性
4.只能用于氣體的定性檢測
5.易受溫度和濕度的影響

四. 紅外傳感器及特點  

屬于精密型傳感器,它具有相當好的測量針對性。

紅外傳感器是基于不同氣體具有不用的特定振動頻率,只吸收進入到氣腔待測氣體特定波長的紅外光,通過頻率相符的紅外輻射被吸收,從而產生特征吸收帶,得到一個紅外譜圖,可以用來確定未知的化合物。從而比較吸收前后的紅外光強值來計算氣體濃度值。

紅外傳感器的特點:

1.無需氧氣,不會被毒化
2.低功耗(相對催化燃燒傳感器)
3.精度穩定
4.無法檢測氫氣,乙炔和二硫化碳
5.易受溫度和壓力影響

五. 光離子傳感器(PID)及特點  

光離子傳感器(PID)是利用燈泡發射高能紫外關,進入氣室的目標氣分子被電離成帶正負電荷的離子和電子,帶電氣態的離子和電子在電場作用下分別遷移到正負電極上,產生的電流與被離子化的氣體濃度成正比。

PID燈泡:
電離能的單位是電子伏特(eV),典型燈泡型號分別為:9.8;10.6;11.7 eV

電離能(IP):
定義:將一種氣體電離出電子所需的能量
氣體電離大小決定了它是否被PID所檢測
燈泡的選擇至關重要

光離子傳感器(PID)的特點:

1.無需氧氣,燈泡壽命<10000 hours
2.在ppb-ppm范圍內靈敏檢測
3.對氣體分子的無損檢測,響應快速(2-3秒)
4.量程內呈線性
5.無選擇性檢測VOC

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