Εισαγωγή στους ευρέως χρησιμοποιούμενους αισθητήρες για ανιχνευτές αερίων
Το βασικό μέρος ενός ανιχνευτή αερίου είναι ένας αισθητήρας αερίου, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τις διαφορετικές αρχές ανίχνευσης αερίων. Οι συνήθεις αισθητήρες αερίου περιλαμβάνουν αισθητήρες φωτοϊόντων PID, αισθητήρες υπερύθρων, ηλεκτροχημικούς αισθητήρες, αισθητήρες καταλυτικής καύσης και αισθητήρες ημιαγωγών.
1, The Infrared Principle of Gas Detectors
Αρχή: Μη φασματική αρχή υπερύθρων: Οι αισθητήρες NDIR χρησιμοποιούν τον νόμο απορρόφησης υπερύθρων Beer Lambert, που σημαίνει ότι διαφορετικά αέρια απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός και η ένταση της απορρόφησης είναι ευθέως ανάλογη με τη συγκέντρωση του αερίου για την επίτευξη ανίχνευσης. Είναι η εφαρμογή φίλτρων 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 παρεμβολές από το περιβάλλον, μεγάλη διάρκεια ζωής και καμία εξάρτηση από το οξυγόνο.
Μειονεκτήματα: Λόγω της σημαντικής επίδρασης της υγρασίας, οι τύποι αερίων που ανιχνεύονται είναι περιορισμένοι. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται κυρίως σε αέρια όπως το μεθάνιο, το διοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα, το εξαφθοριούχο θείο, το διοξείδιο του θείου και οι υδρογονάνθρακες.
2, Semiconductor Principles of Gas Detectors
Αρχή: Οι αισθητήρες αερίων ημιαγωγών κατασκευάζονται με βάση την αρχή ότι η αντίσταση ορισμένων υλικών ημιαγωγών οξειδίου μετάλλου ποικίλλει ανάλογα με τη σύνθεση του περιβαλλοντικού αερίου σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας αλκοόλης παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας την αρχή ότι όταν το διοξείδιο του κασσιτέρου συναντά αέριο αλκοόλης σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντίσταση 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, σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ειδικά η επιλεκτικότητα κάθε αισθητήρα δεν είναι μοναδική και οι παράμετροι εξόδου δεν μπορούν να προσδιοριστούν. Επομένως, δεν είναι κατάλληλο για χρήση σε χώρους με ακριβείς απαιτήσεις μέτρησης, κυρίως για μη στρατιωτική χρήση.
3, Αρχή καταλυτικής καύσης ανιχνευτών αερίου
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 την αύξηση της θερμοκρασίας της αντίστασης πλατίνας και αλλαγή της αντίστασης. Η μεταβολή της αντίστασης είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης των καύσιμων αερίων.
Πλεονεκτήματα: Οι αισθητήρες καταλυτικών αερίων καύσης ανιχνεύουν επιλεκτικά εύφλεκτα αέρια: Ό,τι δεν μπορεί να καεί, ο αισθητήρας δεν ανταποκρίνεται. Γρήγορη απόκριση, μεγαλύτερη 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 στοιχειώδεις οργανικοί ατμοί έχουν τοξικές επιδράσεις στους αισθητήρες.
4, αρχή PID του ανιχνευτή 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 δοκιμή αέριο ιονίζεται για να δημιουργήσει θετικά και αρνητικά ιόντα, σχηματίζοντας ρεύμα μεταξύ των ηλεκτροδίων και ενισχύοντας το 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.
