檢測(ce)氣體的濃度依賴于(yu)氣體檢測(ce)變送(song)器(qi),傳(chuan)感器(qi)是其(qi)核(he)心部分(fen),按照檢測(ce)原理(li)的不同,主要分(fen)爲金屬氧(yang)化物半導(dao)體式(shi)傳感(gan)器、催化(hua)燃(ran)燒式(shi)傳感器、定電位(wei)電解式氣(qi)體傳(chuan)感器(qi)、迦(jia)伐(fa)尼電(dian)池式(shi)氧(yang)氣傳感器、紅(hong)外(wai)式(shi)傳感(gan)器、PID光(guang)離子(zi)化傳感器等,以下簡(jian)單闡述各(ge)種傳(chuan)感器(qi)的原理及(ji)特點(dian)。
金(jin)屬(shu)氧化(hua)物半(ban)導體(ti)式傳(chuan)感器(qi)
金(jin)屬(shu)氧化(hua)物半(ban)導體式傳(chuan)感器利用(yong)被測(ce)氣體(ti)的(de)吸(xi)附作(zuo)用,改(gai)變半導體(ti)的電(dian)導率,通過(guo)電流變化(hua)的比(bi)較,激發報(bao)警電(dian)路。由于半導體式傳(chuan)感器測量(liang)時受環境(jing)影響較大(da),輸出(chu)線形(xing)不穩(wen)定。金屬氧(yang)化物(wu)半(ban)導體式(shi)傳感器,因(yin)其反(fan)應十分靈敏,故(gu)目前廣(guang)泛使用(yong)的領(ling)域(yu)爲測量(liang)氣體的微(wei)漏現象。
催(cui)化燃燒式(shi)傳感(gan)器
催(cui)化燃(ran)燒式傳感器原(yuan)理是(shi)目(mu)前最廣(guang)泛使(shi)用的檢測(ce)可燃(ran)氣體(ti)的原(yuan)理之(zhi)一,具有輸(shu)出信号線(xian)形好(hao)、指數(shu)可靠、價格(ge)便宜、無與(yu)其他非可燃(ran)氣(qi)體的(de)交叉幹擾(rao)等特(te)點。催(cui)化燃燒式(shi)傳感(gan)器采用惠(hui)斯通電橋原理(li),感應電阻(zu)與環(huan)境中的可(ke)燃氣(qi)體發(fa)生無(wu)焰燃(ran)燒,使溫度(du)使感(gan)應電阻的(de)阻值(zhi)發生(sheng)變(bian)化,打破(po)電橋平(ping)衡,使之輸出穩定(ding)的電(dian)流信号,再經過(guo)後期(qi)電路(lu)的放(fang)大、穩(wen)定和處理(li)最終(zhong)顯(xian)示(shi)可靠(kao)的數(shu)值。
定電位(wei)電解(jie)式氣體傳(chuan)感器
定(ding)電(dian)位電(dian)解式(shi)傳(chuan)感器是(shi)目前(qian)測(ce)毒(du)類現場最(zui)廣(guang)泛使用(yong)的一種技術,在(zai)此方面(mian)國(guo)外技(ji)術領(ling)先,因此此(ci)類傳感器(qi)大都(dou)依賴(lai)進(jin)口。定電(dian)位電(dian)解(jie)式氣體(ti)傳感(gan)器(qi)的結構:在一(yi)個塑料制(zhi)成的筒(tong)狀(zhuang)池體(ti)内,安(an)裝工作電(dian)極、對電極(ji)和參比電極,在電極(ji)之間充(chong)滿(man)電解(jie)液,由(you)多孔(kong)四氟(fu)乙烯做成的隔(ge)膜,在(zai)頂部(bu)封裝(zhuang)。前置(zhi)放大(da)器與傳感器電極的(de)連接,在(zai)電(dian)極之(zhi)間施(shi)加了一定(ding)的電位,使(shi)傳感(gan)器處(chu)于工作狀(zhuang)态。氣體(ti)與的電(dian)解質内的(de)工作(zuo)電極(ji)發生氧化或還(hai)原(yuan)反應,在(zai)對電極(ji)發(fa)生還(hai)原或氧化(hua)反應(ying),電極的平衡電(dian)位發(fa)生變(bian)化,變(bian)化值(zhi)與氣(qi)體濃(nong)度成正比(bi)。
迦伐(fa)尼電(dian)池式(shi)氧氣(qi)傳感器
隔膜迦(jia)伐尼電(dian)池(chi)式氧(yang)氣傳感(gan)器的結(jie)構:在(zai)塑料容器的一(yi)面裝有對(dui)氧氣(qi)透過(guo)性良(liang)好的(de)、厚(hou)10~30μm的聚四(si)氟乙烯(xi)透氣膜(mo),在其(qi)容器内側(ce)緊粘(zhan)着貴金屬(鉑、黃金、銀(yin)等)陰(yin)電極,在容(rong)器的(de)另一(yi)面内側或(huo)容器(qi)的空餘部(bu)分形(xing)成陽極(用(yong)鉛、镉等離子化傾向(xiang)大的金屬(shu))。用氫氧化鉀。氧氣在(zai)通(tong)過電解(jie)質時在陰(yin)陽極發生氧化還原(yuan)反應,使(shi)陽(yang)極金(jin)屬離(li)子化(hua),釋放(fang)出電子,電流的大小(xiao)與(yu)氧氣的(de)多少成正(zheng)比,由(you)于整個反(fan)應中(zhong)陽極金(jin)屬(shu)有消(xiao)耗,所(suo)以傳(chuan)感器(qi)需要(yao)定期(qi)更換(huan)。目前(qian)國(guo)内技術(shu)已日趨(qu)成熟,完(wan)全可(ke)以(yi)國(guo)産化(hua)此類傳感(gan)器。
紅外式傳(chuan)感(gan)器
紅(hong)外式(shi)傳(chuan)感器利(li)用各(ge)種元素對(dui)某個特定波長(zhang)的吸(xi)收原理,具(ju)有抗中(zhong)毒(du)性好(hao),反應(ying)靈敏(min),對大(da)多數(shu)碳(tan)氫(qing)化合(he)物都(dou)有反應。但(dan)結構(gou)複雜,成本(ben)高。
PID光(guang)離子化氣(qi)體傳感(gan)器
PID由紫(zi)外燈光(guang)源和離(li)子室等主(zhu)要部(bu)分構(gou)成,在離子(zi)室有正(zheng)負(fu)電極(ji),形成電場(chang),待測(ce)氣體在紫(zi)外燈(deng)的照(zhao)射下,離子(zi)化,生成(cheng)正負離子,在電極間形(xing)成電(dian)流(liu),經(jing)放大(da)輸出(chu)信(xin)号。PID具有(you)靈敏(min)度高(gao),無中(zhong)毒問題,安全可(ke)靠等優點(dian)。
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