气体检测仪传感器分类及特点

气体检测仪是一种气体浓度检测的仪器仪表,主要通过气体传感器来检测环境中存在的气体成份和含量。一般以为,气体传感器的界说是以检测目标为分类根底的,也就是说,但凡用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不论它是用物理办法,仍是用化学办法。

 

一、半导体式气体传感器

 

它是使用一些金属氧化物半导体资料,在必定温度下,电导率跟着环境气体成份的改变而改变的原理制作的。比如,酒精传感器,就是使用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时,电阻会急剧减小的原理制备的。

 

长处:

半导体式气体传感器能够有用地用于:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等许多气体地检测。特别是,这种传感器本钱低价,适宜于民用气体检测的需求。

 

下列几种半导体式气体传感器是成功的:甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(城市煤气)、硫化氢、氨气(包含胺类,肼类)。高质量的传感器能够满意工业检测的需求。

 

缺陷:

稳定性较差,受环境影响较大;特别,输出参数也不能确定。因而,不宜应用于计量精确要求的场所。

 

二、催化焚烧式气体传感器

 

这种传感器是在白金电阻的外表制备耐高温的催化剂层,在必定的温度下,可燃性气体在其外表催化焚烧,焚烧是白金电阻温度升高,电阻改变,改变值是可燃性气体浓度的函数。

 

长处:

催化焚烧式气体传感器选择性地检测可燃性气体:但凡不能焚烧的,传感器都没有任何呼应。催化焚烧式气体传感器计量精确,呼应快速,寿数较长。传感器的输出与环境的爆破风险直接相关,在安全检测领域是一类主导地位的传感器。

 

缺陷:

在可燃性气体规模内,无选择性。暗火工作,有点燃爆破的风险。大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒效果。

 

三、热导池式气体传感器

 

每一种气体,都有自己特定的热导率,当两个和多个气体的热导率差别较大时,能够使用热导元件,分辩其间一个组分的含量。这种传感器现已传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高浓度甲烷的检测。这种气体传感器可应用规模较窄,约束要素较多。

 

四、电化学式气体传感器

 

它适当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,能够被电化学氧化或者复原。使用这些反响,能够分辩气体成份、检测气体浓度。电化学气体传感器分许多子类:

 

(1)原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同咱们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极代替了。

 

以氧气传感器为例,氧在阴极被复原,电子经过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。电流的巨细与氧气的浓度直接相关。这种传感器能够有用地检测氧气、二氧化硫、等。

 

(2)稳定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测复原性气体十分有用,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反响是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。这种传感器现已成功地用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是现在有毒有害气体检测的干流传感器。

 

(3)浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两边,会自发形成浓差电动势,电动势的巨细与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。

 

(4)极限电流型气体传感器,有一种丈量氧气浓度的传感器使用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。

 

五、红外线气体传感器

 

大部分的气体在中红外区都有特征吸收峰,检测特征吸收峰位置的吸收情况,就可以确定某气体的浓度。这种传感器过去都是大型的分析仪器。但是,近些年,随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展,这种传感器的体积已经由10升,45公斤的巨无霸,减小到2毫升(拇指大小)左右。

 

使用无需调制光源的红外探测器使得仪器完全没有机械运动部件,完全实现免维护化。红外线气体传感器可以有效地分辨气体的种类,准确测定气体浓度。这种传感器成功得用于:二氧化碳、甲烷的检测。目前,中国在这一领域目前是半空白状态。

 

六、磁性氧传感器

 

这是磁性氧气分析仪的核心,但是目前也已经实现了“传感器化”进程。它是利用空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理制备的。

 

这种传感器只能用于氧气检测仪测量氧气,选择性极好。大气环境中只有氮氧化物能够产生微小的影响,但是由于这些干扰气体的含量往往很少,所以,磁氧分析技术的选择性几乎是wei一的。老牌工业产品,全世界各地都有制造商。

 

七、其他

 

近年来,随着新技术的不断涌现,气体传感器技术也在不断发生着相应的革命。气体传感器的种类也在随着增添新丁。但是,有些传感器是否应该列在气体传感器名下颇有争议,比如:PID检测器,尽管也是用于气体的检测,尽管体积一样小巧,但是,由于不能真正实现免维护化,因此,这种装备,无论体积有多小,都应该列在“检测仪器”的名下。

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