檢(jian)測氣體的(de)濃度(du)依賴(lai)于氣體(ti)檢測變(bian)送器,傳(chuan)感器是(shi)其核(he)心部分,按(an)照檢測原(yuan)理的(de)不同,主要分爲(wei)金屬(shu)氧(yang)化物半(ban)導體式傳(chuan)感器、催化(hua)燃(ran)燒式傳(chuan)感器(qi)、定(ding)電(dian)位電(dian)解式(shi)氣體(ti)傳感(gan)器、迦伐尼電池式氧氣(qi)傳感器(qi)、紅外(wai)式(shi)傳感器(qi)、PID光離(li)子化(hua)傳感(gan)器等,以(yi)下(xia)簡單闡述各種傳感(gan)器的(de)原(yuan)理(li)及特點。
金(jin)屬氧化物(wu)半導體式傳感(gan)器
金(jin)屬氧化物(wu)半導體式傳感器利用被測氣(qi)體的吸(xi)附(fu)作用(yong),改變(bian)半(ban)導體的(de)電導率,通過電(dian)流變(bian)化的比較(jiao),激發報警電路(lu)。由于(yu)半(ban)導(dao)體式(shi)傳感器測(ce)量時受環境(jing)影(ying)響較(jiao)大,輸出(chu)線(xian)形不穩定(ding)。金屬氧化(hua)物半導體式傳感器,因其反應(ying)十分靈(ling)敏(min),故目前廣(guang)泛使(shi)用的(de)領域(yu)爲測量氣體的(de)微漏現象(xiang)。
催化燃燒(shao)式傳感器
催(cui)化燃燒(shao)式傳(chuan)感(gan)器(qi)原理是目(mu)前最廣泛(fan)使用(yong)的(de)檢(jian)測可(ke)燃氣體的原理(li)之一,具(ju)有(you)輸出信号線形好、指(zhi)數可(ke)靠、價(jia)格便宜、無與其他非(fei)可燃氣體的交(jiao)叉幹(gan)擾等特點(dian)。催化(hua)燃(ran)燒(shao)式傳(chuan)感器(qi)采用惠斯(si)通電橋(qiao)原理,感(gan)應電(dian)阻與(yu)環境(jing)中的可燃(ran)氣體(ti)發生無(wu)焰燃燒(shao),使溫(wen)度使感應(ying)電阻(zu)的阻值發(fa)生變化(hua),打(da)破電(dian)橋平(ping)衡,使之輸(shu)出穩定的電流信号,再(zai)經(jing)過後(hou)期電路(lu)的(de)放大(da)、穩定(ding)和處理最(zui)終顯(xian)示可(ke)靠的(de)數值。
定(ding)電位電(dian)解式(shi)氣體(ti)傳感(gan)器
定電位(wei)電解(jie)式傳(chuan)感器(qi)是目(mu)前測(ce)毒(du)類現場(chang)最廣泛使用的一種技術,在此(ci)方面國(guo)外技術(shu)領先(xian),因此(ci)此類(lei)傳感器(qi)大(da)都依(yi)賴進口(kou)。定電位(wei)電解式(shi)氣(qi)體傳感器(qi)的結構:在(zai)一個塑料(liao)制成(cheng)的筒(tong)狀(zhuang)池體内(nei),安裝工作(zuo)電極、對電(dian)極和(he)參比(bi)電極,在電(dian)極之間充滿電解液(ye),由多(duo)孔四(si)氟乙(yi)烯做(zuo)成(cheng)的(de)隔膜(mo),在頂部(bu)封(feng)裝。前(qian)置放大器與傳(chuan)感器(qi)電極(ji)的連(lian)接,在(zai)電(dian)極之間(jian)施加了(le)一定的(de)電位,使(shi)傳感器(qi)處于工作狀态(tai)。氣體(ti)與的電解(jie)質内的工(gong)作電極發(fa)生(sheng)氧化或(huo)還原(yuan)反應(ying),在對(dui)電極發生還原(yuan)或氧化反(fan)應,電(dian)極的(de)平衡電位(wei)發生變化(hua),變化(hua)值與(yu)氣(qi)體(ti)濃度(du)成正比(bi)。
迦伐尼(ni)電池(chi)式氧氣傳(chuan)感器
隔膜迦伐(fa)尼電(dian)池(chi)式氧氣(qi)傳感(gan)器的(de)結構:在塑料(liao)容(rong)器的(de)一面裝有對氧(yang)氣透過性良好(hao)的、厚10~30μm的(de)聚(ju)四氟乙烯(xi)透氣膜,在(zai)其容器(qi)内(nei)側緊(jin)粘着貴(gui)金(jin)屬(鉑(bo)、黃金(jin)、銀(yin)等(deng))陰電極,在(zai)容器的另(ling)一面(mian)内側(ce)或容(rong)器的空(kong)餘(yu)部分(fen)形成陽極(用鉛(qian)、镉等(deng)離子化傾(qing)向大的金屬)。用氫氧化(hua)鉀。氧氣(qi)在通過電(dian)解質(zhi)時在(zai)陰(yin)陽極發(fa)生氧化(hua)還(hai)原反(fan)應,使陽極金屬(shu)離子化,釋(shi)放出(chu)電子(zi),電流的大(da)小與(yu)氧氣(qi)的多(duo)少成(cheng)正比(bi),由于(yu)整個(ge)反(fan)應(ying)中陽(yang)極金(jin)屬有(you)消耗(hao),所以(yi)傳感(gan)器需(xu)要定(ding)期(qi)更換。目(mu)前國内技(ji)術已(yi)日趨成熟,完全(quan)可以國産化此(ci)類傳(chuan)感器。
紅外(wai)式傳感器(qi)
紅外(wai)式傳感器(qi)利用(yong)各種(zhong)元素(su)對某個特(te)定(ding)波長的(de)吸收原理,具有抗中毒性(xing)好,反(fan)應靈敏(min),對(dui)大多數碳(tan)氫化(hua)合物(wu)都有(you)反應。但結構複雜,成本高(gao)。
PID光離子化(hua)氣體傳感(gan)器
PID由紫外(wai)燈光(guang)源和(he)離子室等(deng)主(zhu)要部分(fen)構成(cheng),在離(li)子室有正負(fu)電極,形(xing)成電場,待(dai)測氣(qi)體在(zai)紫外燈的(de)照射下,離(li)子化,生成(cheng)正負離子(zi),在電極(ji)間(jian)形成電流,經放(fang)大輸(shu)出信号。PID具(ju)有靈敏度(du)高,無中毒(du)問題,安全可靠(kao)等優(you)點(dian)。
|