Αισθητήρες που χρησιμοποιούνται συνήθως στην ανίχνευση αερίων
Το πιο κρίσιμο μέρος ενός ανιχνευτή αερίου είναι ο αισθητήρας αερίου, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τις διαφορετικές αρχές ανίχνευσης αερίων. Οι κοινοί αισθητήρες αερίων περιλαμβάνουν αισθητήρες φωτοϊονισμού PID, αισθητήρες υπερύθρων, ηλεκτροχημικούς αισθητήρες, αισθητήρες καταλυτικής καύσης και αισθητήρες ημιαγωγών. Παρακάτω, η Honeyegg Technology θα σας παρέχει μια λεπτομερή εισαγωγή στις αρχές λειτουργίας και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε αισθητήρα.
1, The Infrared Principle of Gas Detectors
Αρχή: Αρχή μη διασποράς υπέρυθρων: Οι αισθητήρες NDIR χρησιμοποιούν τον νόμο απορρόφησης υπέρυθρων Beer Lambert, που σημαίνει ότι διαφορετικά αέρια απορροφούν φως συγκεκριμένου μήκους κύματος και η ένταση της απορρόφησης είναι ευθέως ανάλογη με τη συγκέντρωση του αερίου για την επίτευξη ανίχνευσης. Είναι η εφαρμογή ενός φίλτρου για τη διαίρεση του υπέρυθρου φωτός σε μια μικρή ζώνη φασματικών γραμμών που απαιτείται, και το ανιχνευόμενο αέριο απορροφά αυτή τη μικρή ζώνη φασματικών γραμμών.
Πλεονεκτήματα: Υψηλή αξιοπιστία, καλή επιλεκτικότητα, υψηλή ακρίβεια, καμία τοξικότητα, λιγότερες περιβαλλοντικές παρεμβολές, μεγάλη διάρκεια ζωής και καμία εξάρτηση από το οξυγόνο.
Μειονεκτήματα: Επηρεάζεται πολύ από την υγρασία και έχει περιορισμένους τύπους αερίων ανίχνευσης. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται κυρίως για αέρια όπως μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, εξαφθοριούχο θείο, διοξείδιο του θείου και υδρογονάνθρακες.
2, Semiconductor Principles of Gas Detectors
Αρχή: Οι αισθητήρες αερίων ημιαγωγών κατασκευάζονται με βάση την αρχή ότι η αντίσταση ορισμένων ημιαγωγών υλικών οξειδίου μετάλλου αλλάζει με τη σύνθεση του περιβαλλοντικού αερίου σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας αλκοόλης παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας την αρχή ότι όταν το διοξείδιο του κασσιτέρου συναντά αέριο αλκοόλης σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντίστασή του θα μειωθεί απότομα.
Πλεονεκτήματα: Έχει τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους, της απλής κατασκευής, της υψηλής ευαισθησίας, της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της χαμηλής ευαισθησίας στην υγρασία και του απλού κυκλώματος.
Μειονεκτήματα: Κακή σταθερότητα, επηρεασμένη σε μεγάλο βαθμό από περιβαλλοντικούς παράγοντες, ειδικά η επιλεκτικότητα κάθε αισθητήρα δεν είναι μοναδική και οι παράμετροι εξόδου δεν μπορούν να προσδιοριστούν. Επομένως, δεν είναι κατάλληλο για χρήση σε χώρους όπου απαιτείται ακρίβεια μέτρησης, αλλά κυρίως για μη στρατιωτική χρήση.
3, Η αρχή της καταλυτικής καύσης σε ανιχνευτές αερίων
Αρχή: Ένας αισθητήρας καταλυτικής καύσης είναι ένα στρώμα καταλύτη ανθεκτικό σε υψηλή θερμοκρασία που παρασκευάζεται στην επιφάνεια μιας αντίστασης πλατίνας. Σε μια ορισμένη θερμοκρασία, εύφλεκτα αέρια καταλύουν την καύση στην επιφάνειά του, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας της αντίστασης πλατίνας και αλλαγή της αντίστασης. Η μεταβολή της αντίστασης είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης των καύσιμων αερίων.
Πλεονεκτήματα: Ο αισθητήρας καταλυτικού αερίου καύσης ανιχνεύει επιλεκτικά τα εύφλεκτα αέρια: οτιδήποτε δεν μπορεί να καεί δεν έχει καμία απόκριση από τον αισθητήρα. Γρήγορη απόκριση, μεγάλη διάρκεια ζωής και λιγότερο επηρεασμένη από τη θερμοκρασία, την υγρασία και την πίεση. Η έξοδος των αισθητήρων σχετίζεται άμεσα με τον κίνδυνο έκρηξης του περιβάλλοντος και αποτελούν κυρίαρχο τύπο αισθητήρων στον τομέα της ανίχνευσης ασφάλειας.
Μειονέκτημα: Στο εύρος των εύφλεκτων αερίων, δεν υπάρχει επιλεκτικότητα. Οι αισθητήρες είναι επιρρεπείς σε δηλητηρίαση και οι περισσότεροι οργανικοί ατμοί μπορεί να έχουν τοξικές επιδράσεις στους αισθητήρες.
Σημείωση: Η σκοπιμότητα της ανίχνευσης καταλυτικής καύσης είναι υπό όρους και είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το περιβάλλον ανίχνευσης περιέχει επαρκές οξυγόνο. Σε αναερόβια περιβάλλοντα, αυτή η μέθοδος ανίχνευσης ενδέχεται να μην είναι σε θέση να ανιχνεύσει καύσιμα αέρια. Ορισμένες ενώσεις μολύβδου (ειδικά τετρααιθυλομόλυβδος), ενώσεις θείου, ενώσεις πυριτίου, ενώσεις φωσφόρου, υδρόθειο και αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες μπορεί να προκαλέσουν δηλητηρίαση ή αναστολή του αισθητήρα.
4, Η αρχή PID των ανιχνευτών αερίου
Αρχή: Το PID αποτελείται από μια πηγή φωτός λαμπτήρα UV και έναν θάλαμο ιόντων, που έχουν θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια για να σχηματίσουν ένα ηλεκτρικό πεδίο. Κάτω από την ακτινοβολία της λάμπας UV, το προς μέτρηση αέριο ιονίζεται για να δημιουργήσει θετικά και αρνητικά ιόντα, τα οποία στη συνέχεια σχηματίζουν ρεύμα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Το ενισχυμένο σήμα εξόδου
Πλεονεκτήματα: Υψηλή ευαισθησία, χωρίς προβλήματα δηλητηρίασης.
Μειονεκτήματα: Χωρίς επιλεκτικότητα, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την υγρασία, τη μικρή διάρκεια ζωής των λαμπτήρων UV και την υψηλή τιμή.
5, Ηλεκτροχημικές αρχές ανιχνευτών αερίων
Αρχή: Λειτουργεί αντιδρώντας με το αέριο στόχο μέσω του ηλεκτρολύτη μέσα στον αισθητήρα και δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με τη συγκέντρωση του αερίου.
Πλεονεκτήματα: Ευρύ εύρος θερμοκρασίας εργασίας, πολλαπλό εύρος, υψηλή ευαισθησία, γραμμική απόδοση, καλή επιλεκτικότητα
Μειονεκτήματα: Μικρή διάρκεια ζωής, περιορισμένη περίοδος αποθήκευσης, μικρή διάρκεια ζωής σε εξαιρετικά ξηρά ή υψηλής συγκέντρωσης περιβάλλοντα αερίου, μη ειδικά, εύκολα διαταραγμένα, υγρασία που επηρεάζει την ακρίβεια.
Σημείωση: Οι περισσότεροι αισθητήρες τοξικών αερίων απαιτούν μικρή ποσότητα οξυγόνου για να διατηρήσουν την κανονική τους λειτουργία. Υπάρχει μια οπή εξαερισμού στο πίσω μέρος του αισθητήρα για την επίτευξη αυτού του σκοπού. Η υψηλή υγρασία και η υψηλή ξηρασία μπορεί να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής των αισθητήρων. Οι στιγμιαίες αλλαγές πίεσης μπορεί να δημιουργήσουν μια παροδική έξοδο αισθητήρα ή να φτάσουν σε κατάσταση ψευδούς συναγερμού.
