氣體檢測儀是一種氣體濃度檢測的儀器儀表,主要通過氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體成份和含量。一般以為,氣體傳感器的界說是以檢測目標為分類根底的,也就是說,但凡用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不論它是用物理辦法,仍是用化學辦法。
一、半導體式氣體傳感器
它是使用一些金屬氧化物半導體資料,在必定溫度下,電導率跟著環境氣體成份的改變而改變的原理制作的。比如,酒精傳感器,就是使用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原理制備的。
長處:
半導體式氣體傳感器能夠有用地用于: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、丙烯酸等許多氣體地檢測。特別是,這種傳感器本錢低價,適宜于民用氣體檢測的需求。
下列幾種半導體式氣體傳感器是成功的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包含胺類,肼類)。高質量的傳感器能夠滿意工業檢測的需求。
缺陷:
穩定性較差,受環境影響較大;特別,輸出參數也不能確定。因而,不宜應用于計量精確要求的場所。
二、催化焚燒式氣體傳感器
這種傳感器是在白金電阻的外表制備耐高溫的催化劑層,在必定的溫度下,可燃性氣體在其外表催化焚燒,焚燒是白金電阻溫度升高,電阻改變,改變值是可燃性氣體濃度的函數。
長處:
催化焚燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:但凡不能焚燒的,傳感器都沒有任何呼應。催化焚燒式氣體傳感器計量精確,呼應快速,壽數較長。傳感器的輸出與環境的爆破風險直接相關,在安全檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺陷:
在可燃性氣體規模內,無選擇性。暗火工作,有點燃爆破的風險。大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒效果。
三、熱導池式氣體傳感器
每一種氣體,都有自己特定的熱導率,當兩個和多個氣體的熱導率差別較大時,能夠使用熱導元件,分辯其間一個組分的含量。這種傳感器現已傳感器地用于氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃度甲烷的檢測。這種氣體傳感器可應用規模較窄,約束要素較多。
四、電化學式氣體傳感器
它適當一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學活性,能夠被電化學氧化或者復原。使用這些反響,能夠分辯氣體成份、檢測氣體濃度。電化學氣體傳感器分許多子類:
?。?)原電池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器,也有稱燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發電池型氣體傳感器),他們的原理行同咱們用的干電池,只是,電池的碳錳電極被氣體電極代替了。
以氧氣傳感器為例,氧在陰極被復原,電子經過電流表流到陽極,在那里鉛金屬被氧化。電流的巨細與氧氣的濃度直接相關。這種傳感器能夠有用地檢測氧氣、二氧化硫、等。
?。?)穩定電位電解池型氣體傳感器,這種傳感器用于檢測復原性氣體十分有用,它的原理與原電池型傳感器不一樣,它的電化學反響是在電流強制下發生的,是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器現已成功地用于:一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中,是現在有毒有害氣體檢測的干流傳感器。
(3)濃差電池型氣體傳感器,具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩邊,會自發形成濃差電動勢,電動勢的巨細與氣體的濃度有關,這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳傳感器。
?。?)極限電流型氣體傳感器,有一種丈量氧氣濃度的傳感器使用電化池中的極限電流與載流子濃度相關的原理制備氧(氣)濃度傳感器,用于汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測。
五、紅外線氣體傳感器
大部分的氣體在中紅外區都有特征吸收峰,檢測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確定某氣體的濃度。這種傳感器過去都是大型的分析儀器。但是,近些年,隨著以MEMS技術為基礎的傳感器工業的發展,這種傳感器的體積已經由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指大小)左右。
使用無需調制光源的紅外探測器使得儀器完全沒有機械運動部件,完全實現免維護化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類,準確測定氣體濃度。這種傳感器成功得用于:二氧化碳、甲烷的檢測。目前,中國在這一領域目前是半空白狀態。
六、磁性氧傳感器
這是磁性氧氣分析儀的核心,但是目前也已經實現了“傳感器化”進程。它是利用空氣中的氧氣可以被強磁場吸引的原理制備的。
這種傳感器只能用于氧氣檢測儀測量氧氣,選擇性極好。大氣環境中只有氮氧化物能夠產生微小的影響,但是由于這些干擾氣體的含量往往很少,所以,磁氧分析技術的選擇性幾乎是wei一的。老牌工業產品,全世界各地都有制造商。
七、其他
近年來,隨著新技術的不斷涌現,氣體傳感器技術也在不斷發生著相應的革命。氣體傳感器的種類也在隨著增添新丁。但是,有些傳感器是否應該列在氣體傳感器名下頗有爭議,比如:PID檢測器,盡管也是用于氣體的檢測,盡管體積一樣小巧,但是,由于不能真正實現免維護化,因此,這種裝備,無論體積有多小,都應該列在“檢測儀器”的名下。
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