Förklara detekteringsprincipen för gasdetektorer i detalj
En gasdetektor är ett instrument speciellt utformat för att detektera en säker koncentration av gaser. Dess arbetsprincip innebär huvudsakligen att omvandla de fysiska eller kemiska icke-elektriska signalerna som samlas in av gassensorer till elektriska signaler, och sedan korrigera och filtrera ovanstående elektriska signaler genom externa kretsar. De behandlade signalerna styrs sedan av motsvarande moduler för att uppnå gasdetektering. Kärnan i en gasdetektor är dock en inbyggd sensorkomponent, som särskiljer detekteringsteknikens principer baserat på de olika detekterade gaserna. Dess principer är huvudsakligen indelade i följande sex kategorier:
1) Katalytisk förbränningsprincip:
Den katalytiska förbränningssensorn använder den termiska effektprincipen för katalytisk förbränning, som består av en mätbrygga som bildas genom att para ihop detekteringselement och kompensationselement. Under vissa temperaturförhållanden genomgår brännbar gas flamlös förbränning på ytan av detektionselementbäraren och under inverkan av katalysatorn. Bärartemperaturen ökar, och platinatrådens motstånd inuti den ökar också i enlighet därmed, vilket gör att balansbryggan tappar balansen och avger en elektrisk signal som är proportionell mot koncentrationen av brännbar gas, genom att mäta storleken på förändringen i motståndet hos platinatråden, koncentrationen av brännbara gaser kan bestämmas.
Används huvudsakligen för detektering av brännbara gaser, med bra utsignallinjäritet, tillförlitligt index, överkomligt pris och ingen korsinfektion med andra icke brännbara gaser.
2) Infraröd princip:
En infraröd sensor passerar kontinuerligt gasen som ska mätas genom en behållare av en viss längd och volym och avger en stråle av infrarött ljus från en av behållarens två transparenta ändytor. När den infraröda sensorns våglängd sammanfaller med absorptionsspektrumet för den uppmätta gasen, absorberas infraröd energi, och intensitetsdämpningen av infrarött ljus som passerar genom den uppmätta gasen uppfyller Lambert Beers lag. Ju högre gaskoncentration, desto större dämpning av ljuset. Vid denna tidpunkt är absorptionen av infrarött ljus direkt proportionell mot koncentrationen av det absorberande materialet, och således kan gaskoncentrationen mätas genom att mäta dämpningen av infrarött ljus av gasen.
Lång livslängd (3 till 5 års livslängd), hög känslighet, bra stabilitet och ingen toxicitet, mindre störningar från miljön och inget syreberoende. Infraröda gassensorer har hög övervakningskänslighet och kan exakt särskilja även spårmängder av PPB eller låga koncentrationer av PPM-klassade gaser. Mätområdet är brett, och det kan generellt analysera hög koncentration 100 procent VOL gas, samt analysera 1 ppb nivå låg koncentration analys.
3) Elektrokemiska principer:
Elektrokemiska sensorer består vanligtvis av tre delar: elektroder, elektrolyter och halvledarelektroder, som är sensorns kärnkomponenter. De är gjorda av metall eller halvledarmaterial och kan reagera kemiskt med gasmolekyler. Elektrolyt är en ledande vätska som kan koppla samman elektroder med halvledare för att bilda en komplett krets. Halvledare är ett speciellt material som kan omvandla strömsignalen mellan elektroden och elektrolyten till en digital signal och därigenom uppnå gaskoncentrationsdetektering.
Arbetsprincipen för elektrokemiska gassensorer är baserad på redoxreaktioner. När gasmolekyler kommer i kontakt med elektrodens yta genomgår de en oxidations-reduktionsreaktion som genererar en strömsignal. Denna strömsignal kan överföras till halvledaren genom en elektrolyt och sedan omvandlas till en digital signal. Storleken på den digitala signalen är direkt proportionell mot gaskoncentrationen, så gaskoncentrationen kan bestämmas genom att mäta storleken på den digitala signalen.
Används huvudsakligen för detektering av giftiga gaser, med hög känslighet, snabb svarshastighet, god tillförlitlighet och lång livslängd. Den kan detektera olika gaser, såsom kolmonoxid, koldioxid, syre, kväve, etc. Den har omfattande tillämpningar inom industrier, hälsovård, miljöskydd och andra områden.
4) PID-fotojoniseringsprincip:
Principen för PID är att organiska gaser joniseras under excitation av en UV-ljuskälla. PID använder en UV-lampa (ultraviolett) och det organiska materialet joniseras under UV-lampans excitation. De joniserade "fragmenten" bär positiva och negativa laddningar, vilket resulterar i en elektrisk ström mellan de två elektroderna. Detektorn förstärker strömmen och visar koncentrationen av VOC-gas genom instrument och utrustning.
Används huvudsakligen för att övervaka raffineringsindustrin, nödhantering av farliga kemikalieläckor, definiera riskområden för läckor, säkerhetsövervakning av oljetankstationer och övervakning av reningseffektiviteten för utsläpp av organiskt material.
5) Värmeledningsprincip:
Analysen av koncentrationen av den uppmätta gasen uppnås huvudsakligen genom att mäta förändringen i den blandade gasens värmeledningsförmåga. Vanligtvis omvandlas skillnaden i värmeledningsförmåga hos en gassensor till en förändring i motståndet genom en krets. Den traditionella detekteringsmetoden är att skicka gasen som ska testas in i en gaskammare, där mitten av gaskammaren är ett värmekänsligt element, såsom ett värmekänsligt motstånd, platinatråd eller volframtråd. Vid uppvärmning till en viss temperatur omvandlas förändringen i värmeledningsförmågan hos den blandade gasen till en förändring av motståndet hos det värmekänsliga elementet. Förändringen i resistansvärde är relativt lätt att noggrant mäta.
6) Halvledarprinciper:
Halvledargassensorer tillverkas genom att använda oxidations-reduktionsreaktionen av gas på ytan av halvledare för att orsaka förändringar i resistansvärdet hos känsliga komponenter. När en halvledaranordning värms upp till ett stabilt tillstånd och adsorberas vid gaskontakt med halvledarytan, diffunderar de adsorberade molekylerna först fritt på objektets yta och förlorar sin kinetiska energi. Vissa molekyler förångas, medan de återstående molekylerna genomgår termisk nedbrytning och adsorption på föremålets yta. När en halvledares arbetsfunktion är mindre än den adsorberade molekylens affinitet, kommer den adsorberade molekylen att ta bort elektroner från enheten och bli en negativ jonadsorption, vilket uppvisar ett laddningsskikt på halvledarytan.
