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    氣體知識(shí)

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    各種氣體傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

    2018-1-13 16:11:17

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    氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過(guò)氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理,通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分。
    常見的氣體傳感器包括電化學(xué)氣體傳感器,催化燃燒氣體傳感器,半導(dǎo)體氣體傳感器,紅外氣體傳感器等。不同類型的傳感器由于原理和結(jié)構(gòu)不同,性能、使用方法、適用氣體、適用場(chǎng)合也不盡相同。今天,小編就為大家羅列一下常見的氣體傳感器種類,希望能對(duì)大家有所幫助。
    一、電化學(xué)氣體傳感器:相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體,比如硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等,都有電化學(xué)活性,可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng),可以分辨氣體成份、檢測(cè)氣體濃度。電化學(xué)傳感器正是基于這種原理。電化學(xué)傳感器擁有很多子類:
    ①:原電池型氣體傳感器:這種傳感器也被稱為加伏尼電池型氣體傳感器,或燃料電池型氣體傳感器、自發(fā)電池型氣體傳感器。他們?cè)砼c我們?nèi)粘J褂玫母呻姵叵嗤?,只不過(guò)電池碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例,氧陰極被還原,電子電流表流到陽(yáng)極,那里鉛金屬被氧化。因此電流大小與氧氣濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效檢測(cè)氧氣、二氧化硫、氯氣等氣體。
    ②:濃差電池型氣體傳感器:這種傳感器具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè),會(huì)自發(fā)形成濃差電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的大小與氣體的濃度有關(guān),這種傳感器的成功實(shí)例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳檢測(cè)儀。
    ③:極限電流型氣體傳感器:這是一種測(cè)量氧氣濃度的傳感器,工作原理是基于穩(wěn)定氧化鋅固體電解質(zhì)的氧泵作用,通過(guò)氣體擴(kuò)散控制供給陰極的氧而得到極限電流。這種傳感器目前主要用于鍋爐的燃燒控制、鋼水中氧氣濃度檢測(cè),以及汽車的氧氣檢測(cè)。
    二、半導(dǎo)體式氣體傳感器:半導(dǎo)體式氣體傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反映,導(dǎo)致敏感元件阻值變化:氧氣等具有負(fù)離子吸附傾向的氣體,被成為氧化型氣體——電子接收型氣體;氫、碳氧化合物、醇類等具有正離子吸附傾向的氣體,被稱為還原型氣體——電子供給型氣體。
    三、催化燃燒式氣體傳感器:這種傳感器實(shí)際上是基于鉑電阻溫度傳感器的一種氣體傳感器,即在鉑電阻表面制備耐高溫催化劑層,在一定溫度下,可燃?xì)怏w在表面催化燃燒,因此鉑電阻溫度升高,導(dǎo)致電阻的阻值變化。
    四、光離子化氣體傳感器:通常被稱為PID,即Photoionization Detector的縮寫(儀控君在此特別提示,此PID不是比例微分積分)。這是一種具有極高靈敏度,用途廣泛的檢測(cè)器,可以檢測(cè)從10ppb到較高濃度的10000ppm的揮發(fā)性有機(jī)物和其他有毒氣體。許多有害物質(zhì)都含有揮發(fā)性有機(jī)化合物,PID對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物靈敏度很高。
    五、紅外氣體傳感器:這種傳感器利用氣體對(duì)特定頻率的紅外光譜的吸收作用制成。紅外光從發(fā)射端射向接收端,當(dāng)有氣體時(shí),對(duì)紅外光產(chǎn)生吸收,接收到的紅外光就會(huì)減少,從而檢測(cè)出氣體含量。目前較先進(jìn)的紅外式采用雙波長(zhǎng)、雙接收器,使檢測(cè)更準(zhǔn)確、可靠。
    它的優(yōu)點(diǎn)是:選擇性好,只檢測(cè)特定波長(zhǎng)的氣體,可以根據(jù)氣體定制;采用光學(xué)檢測(cè)方式,不易受有害氣體的影響而中毒、老化;響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好;利用物理特性,沒(méi)有化學(xué)反應(yīng),防爆性好;信噪比高,抗干擾能力強(qiáng);使用壽命長(zhǎng);測(cè)量精度高。
    缺點(diǎn)是:測(cè)量范圍窄,只能檢測(cè)(c1。c5)的碳?xì)浠衔?;怕灰塵、潮濕,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要好,需要定期對(duì)反射鏡面上的灰塵進(jìn)行清潔維護(hù);現(xiàn)場(chǎng)有氣流時(shí)無(wú)法檢測(cè);價(jià)格較高。
    六、超聲波氣體探測(cè)器:這種氣體探測(cè)器比較特殊,其原理是當(dāng)氣體通過(guò)很小的泄漏孔從高壓端向低壓端泄漏時(shí),就會(huì)形成湍流,產(chǎn)生振動(dòng)。典型的湍流氣流會(huì)在差壓高于0.2MPa時(shí)變成因素,超過(guò)0.2MPa就會(huì)產(chǎn)生超聲波。湍流分子互相碰撞產(chǎn)生熱能和振動(dòng)。熱能快速分散,但振動(dòng)會(huì)被傳送到相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。超聲波探測(cè)器就是通過(guò)接收超聲波判斷是否有空氣泄漏
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