Αφαιρέστε τους τύπους αισθητήρων αερίου που χρησιμοποιούνται στο πεδίο ασφάλειας
Οι αισθητήρες αερίου χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση ενός συγκεκριμένου αερίου, μετρώντας εάν το αέριο υπάρχει κοντά στον αισθητήρα ή το περιεχόμενο του αέρα κοντά στον αισθητήρα. Επομένως, οι αισθητήρες αερίων είναι συνήθως πολύ σημαντικοί στα συστήματα ασφαλείας. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για εύφλεκτα, εύφλεκτα και τοξικά αέρια για το σύστημα ασφαλείας, καθώς και για την κατανάλωση οξυγόνου και την αναλογία διοξειδίου του άνθρακα στην περιοχή.
Οι συνήθεις αισθητήρες αερίων περιλαμβάνουν ηλεκτροχημικούς αισθητήρες αερίων, αισθητήρες καταλυτικών αερίων καύσης, αισθητήρες αερίων ημιαγωγών, αισθητήρες υπέρυθρων αερίων κ.λπ. Λόγω διαφορετικών αρχών και δομών, διαφορετικοί τύποι αισθητήρων έχουν διαφορετική απόδοση, μεθόδους χρήσης, εφαρμόσιμα αέρια και εφαρμόσιμες περιπτώσεις. Σήμερα, θα απαριθμήσω κοινούς τύπους αισθητήρων αερίου για όλους, ελπίζοντας να φανώ χρήσιμος.
Ηλεκτροχημικός αισθητήρας αερίου
Ένα σημαντικό μέρος εύφλεκτων, τοξικών και επιβλαβών αερίων, όπως υδρόθειο, μονοξείδιο του αζώτου, διοξείδιο του αζώτου, διοξείδιο του θείου, μονοξείδιο του άνθρακα κ.λπ., έχουν ηλεκτροχημική δραστηριότητα και μπορούν να οξειδωθούν ή να αναχθούν ηλεκτροχημικά. Χρησιμοποιώντας αυτές τις αντιδράσεις, μπορεί να διακριθεί η σύνθεση του αερίου και να ανιχνευθεί η συγκέντρωση αερίου. Οι ηλεκτροχημικοί αισθητήρες βασίζονται σε αυτήν την αρχή.
Οι ηλεκτροχημικοί αισθητήρες έχουν πολλές υποκατηγορίες:
Αισθητήρας αερίου τύπου κύριας μπαταρίας
Αυτός ο τύπος αισθητήρα είναι επίσης γνωστός ως αισθητήρας αερίου τύπου κυψέλης Gavoni, ή αισθητήρας αερίου τύπου κυψελών καυσίμου ή αισθητήρας αερίου τύπου κυψέλης αυθόρμητου. Η αρχή τους είναι η ίδια με τις ξηρές μπαταρίες που χρησιμοποιούμε καθημερινά, με τη διαφορά ότι το ηλεκτρόδιο μαγγανίου άνθρακα της μπαταρίας έχει αντικατασταθεί από ένα ηλεκτρόδιο αερίου. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα έναν αισθητήρα οξυγόνου, η κάθοδος οξυγόνου μειώνεται και το ηλεκτρονικό αμπερόμετρο ρέει στην άνοδο, όπου οξειδώνεται το μέταλλο του μολύβδου. Επομένως, το μέγεθος του ρεύματος σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση οξυγόνου. Αυτός ο αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει αποτελεσματικά αέρια όπως οξυγόνο, διοξείδιο του θείου, χλώριο κ.λπ.
Αισθητήρας αερίου τύπου ηλεκτρολυτικής κυψέλης σταθερού δυναμικού
Αυτός ο τύπος αισθητήρα είναι πολύ αποτελεσματικός στην ανίχνευση αερίων μείωσης και η αρχή του είναι διαφορετική από αυτή ενός κύριου αισθητήρα τύπου μπαταρίας. Οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις συμβαίνουν υπό την πίεση ρεύματος, καθιστώντας τον πραγματικό αισθητήρα ανάλυσης Coulomb. Αυτός ο αισθητήρας έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην ανίχνευση αερίων όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, το υδρόθειο, το υδρογόνο, η αμμωνία, η υδραζίνη και είναι επί του παρόντος ο κύριος αισθητήρας για την ανίχνευση τοξικών και επιβλαβών αερίων.
Σημείωση: Η ανάλυση Coulomb αναφέρεται στη μέθοδο προσδιορισμού της περιεκτικότητας της μετρούμενης ουσίας βάσει του νόμου του Faraday, με βάση την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης.
Αισθητήρας αερίου τύπου μπαταρίας συγκέντρωσης
Αυτός ο τύπος αισθητήρα έχει ηλεκτροχημική δραστηριότητα και το αέριο και στις δύο πλευρές της ηλεκτροχημικής μπαταρίας θα σχηματίσει αυθόρμητα μια ηλεκτροκινητική δύναμη διαφοράς συγκέντρωσης. Το μέγεθος της ηλεκτροκινητικής δύναμης σχετίζεται με τη συγκέντρωση του αερίου. Επιτυχημένα παραδείγματα αυτού του τύπου αισθητήρων είναι οι αισθητήρες οξυγόνου για αυτοκίνητα και οι ανιχνευτές διοξειδίου του άνθρακα τύπου στερεού ηλεκτρολύτη.
Αισθητήρας αερίου τύπου ακραίου ρεύματος
Αυτός είναι ένας αισθητήρας για τη μέτρηση της συγκέντρωσης οξυγόνου και η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην επίδραση της αντλίας οξυγόνου ενός σταθερού στερεού ηλεκτρολύτη οξειδίου του ψευδαργύρου. Το περιοριστικό ρεύμα λαμβάνεται ελέγχοντας το οξυγόνο που παρέχεται στην κάθοδο μέσω της διάχυσης αερίου. Αυτός ο τύπος αισθητήρα χρησιμοποιείται επί του παρόντος κυρίως για έλεγχο καύσης σε λέβητες, ανίχνευση συγκέντρωσης οξυγόνου σε λιωμένο χάλυβα και ανίχνευση οξυγόνου σε αυτοκίνητα.
Αισθητήρας αερίου ημιαγωγών
Οι αισθητήρες αερίων ημιαγωγών χρησιμοποιούν τις αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής του αερίου στην επιφάνεια των ημιαγωγών, με αποτέλεσμα αλλαγές στην αντίσταση των ευαίσθητων εξαρτημάτων:
Το οξυγόνο και άλλα αέρια με τάση να προσροφούν αρνητικά ιόντα ονομάζονται οξειδωτικά αέρια - αέρια υποδοχής ηλεκτρονίων.
Τα αέρια με θετική τάση προσρόφησης ιόντων, όπως το υδρογόνο, τα οξείδια του άνθρακα και οι αλκοόλες, ονομάζονται ανηγμένα αέρια - αέρια που παρέχονται με ηλεκτρόνια.
Όταν τα οξειδωτικά (αναγωγικά) αέρια προσροφούνται σε ημιαγωγούς τύπου N (P), οι φορείς φορτίου των ημιαγωγών μειώνονται (αυξάνονται) και η ειδική αντίσταση αυξάνεται (μειώνεται). Προσροφημένοι σε ημιαγωγούς τύπου P (N), οι φορείς φορτίου των ημιαγωγών αυξάνονται (μειώνονται) και η ειδική αντίσταση μειώνεται (αυξάνεται). (Μπορεί να φανεί ότι οι οξειδωτικοί και αναγωγικοί ημιαγωγοί είναι εντελώς αντίθετοι.) Επομένως, αυτές οι ιδιότητες μπορούν να ανιχνεύσουν αποτελεσματικά το αντίστοιχο αέριο.
Οι αισθητήρες αερίων ημιαγωγών μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την ανίχνευση πολλών αερίων όπως μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο, αλκοόλη, φορμαλδεΰδη, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, αιθυλένιο, ακετυλένιο, βινυλοχλωρίδιο, στυρόλιο, ακρυλικό οξύ κ.λπ. Ειδικά, αυτός ο τύπος Ο αισθητήρας είναι χαμηλού κόστους και μπορεί να καλύψει τόσο τις βιομηχανικές όσο και τις μη στρατιωτικές ανάγκες.
Μειονεκτήματα: Κακή σταθερότητα, σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις και ακατάλληλο για χρήση σε τοποθεσίες με ακριβείς απαιτήσεις μέτρησης.
