氣體檢測儀常用的傳感器
氣體檢測儀常用的傳感器
氣體檢測儀最核心的部分是氣體傳感器,根據(jù)不同的氣體檢測原理也不盡相同,常見的氣體傳感器包括:PID光離子傳感器、紅外傳感器、電化學傳感器、催化燃燒傳感器及半導體傳感器等。下面詳細介紹各個傳感器的工作原理及優(yōu)缺點。
一、氣體檢測儀之紅外原理
原理:非分光紅外原理NDIR傳感器是利用比爾-朗伯紅外吸收定律,即不同氣體對特定波長的光有吸收,吸收的強度和氣體的濃度成正比來實現(xiàn)檢測。它是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個很小波段的光譜線,被檢測的氣體對這個很小波段的光譜線吸收。
優(yōu)點:可靠性高,選擇性好,精度高,沒有毒,受到環(huán)境的干擾較小,壽命長,對氧氣不依賴。
缺點:受濕度影響大,檢測氣體種類有限,目前最主要應(yīng)用于甲烷、二氧化碳、一氧化碳、六氟化硫、二氧化硫、碳氫等氣體。
二、氣體檢測儀之半導體原理
原理:半導體式氣體傳感器是利用一些金屬氧化物半導體材料,一定溫度下,電阻隨環(huán)境氣體成份變化而變化原理制造。比如,酒精傳感器,就是利用二氧化錫高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小原理制備。
優(yōu)點:具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點。
缺點:穩(wěn)定性較差,受環(huán)境影響較大,尤其每一種傳感器的選擇性都不是wei壹的,輸出參數(shù)也不能確定。因此,不宜應(yīng)用于計量準確要求的場所,主要用于民用。
三、氣體檢測儀之催化燃燒原理
原理:催化燃燒式傳感器是在鉑金電阻表面制備耐高溫催化劑層,一定溫度下,可燃性氣體在其表面催化燃燒,燃燒使鉑金電阻溫度升高,電阻變化,變化值是可燃性氣體濃度函數(shù)。
優(yōu)點:催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡是不能燃燒的,傳感器都沒有任何響應(yīng)。響應(yīng)快速,壽命較長,受溫度、濕度、壓力影響小。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險直接相關(guān),在安全檢測領(lǐng)域是一類主導地位的傳感器。
缺點:在可燃性氣體范圍內(nèi),無選擇性。傳感器易中毒,大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。
注:催化燃燒式檢測的可實現(xiàn)是有條件的,必須保證檢測環(huán)境中包含足夠的氧氣,在無氧的環(huán)境下這種檢測方式可能無法檢測任何可燃性氣體。某些含鉛化合物(尤其是四乙ji鉛)、硫化合物、硅類、磷化合物、硫化氫和鹵代烴可能會使傳感器中毒或抑制。
四、氣體檢測儀之PID原理
原理:PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構(gòu)成,在離子室有正負電極,形成電場,待測氣體在紫外燈的照射下,離子化,生成正負離子,在電極間形成電流,經(jīng)放大輸出信號
優(yōu)點:靈敏度高,無中毒問題。
缺點:無選擇性、受濕度影響大,紫外燈壽命短,價格貴。
五、氣體檢測儀之電化學原理
原理:通過傳感器內(nèi)部的電解質(zhì)與目標氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。
優(yōu)點:工作溫度范圍大,量程多,高靈敏度,線性輸出,選擇性好
缺點:壽命短,存放期有限,極度干燥或高濃度氣體環(huán)境下壽命短,非特定型,易受干擾,濕度對精度有影響。
注:多數(shù)有毒氣體傳感器需要少量氧氣來保持功能正常。傳感器背面有一個通氣孔以達到該目的。高濕度及高干旱會影響傳感器的使用壽命。瞬間壓力變化可能產(chǎn)生一個暫態(tài)的傳感器輸出,也有可能達到誤報警狀態(tài)。