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氣體檢測儀器的(de)傳感器種類及優點和(hé)缺點

氣體檢測儀器的(de)傳感器種類及優點和(hé)缺點
       氣體檢測儀是一(yī)種氣體洩露濃度檢測的(de)儀器儀表工具,主要是指便攜式/手持式氣體檢測儀。主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的(de)氣體種類,氣體傳感器是用來檢測氣體的(de)成份和(hé)含量的(de)傳感器。一(yī)般認為(wèi),氣體傳感器的(de)定義是以檢測目标為(wèi)分類基礎的(de),也就是說,凡是用于檢測氣體成份和(hé)濃度的(de)傳感器都稱作氣體傳感器,不管它是用物理(lǐ)方法,還是用化學(xué)方法。比如(rú),檢測氣體流量的(de)傳感器不被看作氣體傳感器,但是熱導式氣體分析儀卻屬于重要的(de)氣體傳感器,盡管它們有時使用大體一(yī)緻的(de)檢測原理(lǐ)。

氣體檢測儀器的(de)傳感器種類及優點和(hé)缺點

半導體式

它是利用一(yī)些金屬氧化物半導體材料,在一(yī)定溫度下,電導率随着環境氣體成份的(de)變化而變化的(de)原理(lǐ)制造的(de)。比如(rú),酒精傳感器,就是利用二氧化錫在高(gāo)溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的(de)原理(lǐ)制備
 
的(de)。
優點
半導體式氣體傳感器可(kě)以有效地(dì)用于:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一(yī)氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地(dì)檢測。尤其是,這種傳感器成本低(dī)廉,适宜于民用氣體檢測的(de)需求。下列幾種半導體式氣體傳感器是成功的(de):甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一(yī)氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高(gāo)質量的(de)傳感器可(kě)以滿足工業檢測的(de)需要。英思科,美國氣體傳感器
缺點
穩定性較差,受環境影響較大;尤其,每一(yī)種傳感器的(de)選擇性都不是的(de),輸出參數也不能确定。因此,不宜應用于計量準确要求的(de)場所。

燃燒式

這種傳感器是在白金電阻的(de)表面制備耐高(gāo)溫的(de)催化劑層,在一(yī)定的(de)溫度下,可(kě)燃性氣體在其表面催化燃燒,燃燒是白金電阻溫度升高(gāo),電阻變化,變化值是可(kě)燃性氣體濃度的(de)函數。
 
優點
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地(dì)檢測可(kě)燃性氣體:凡是不能燃燒的(de),傳感器都沒有任何響應。催化燃燒式氣體傳感器計量準确,響應快速,壽命較長(cháng)。傳感器的(de)輸出與環境的(de)爆炸危險直接相關,在**檢測領域是一(yī)類主導地(dì)位的(de)傳感器。
缺點
在可(kě)燃性氣體範圍內(nèi),無選擇性。暗火工作,有引燃爆炸的(de)危險。大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。

熱導池式

每一(yī)種氣體,都有自(zì)己特定的(de)熱導率,當兩個和(hé)多個氣體的(de)熱導率差别較大時,可(kě)以利用熱導元件,分辨其中一(yī)個組分的(de)含量。這種傳感器已經傳感器地(dì)用于氫氣的(de)檢測、二氧化碳的(de)檢測、高(gāo)濃度甲烷的(de)檢測。
這種氣體傳感器可(kě)應用範圍較窄,限制因素較多。

電化學(xué)式

它相當一(yī)部分的(de)可(kě)燃性的(de)、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性,可(kě)以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應,可(kě)以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子(zǐ)類:
(1)、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(zì)發電池型氣體傳感器),他們的(de)原理(lǐ)行同我們用的(de)幹電池,隻是,電池的(de)碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為(wèi)例,氧在陰極被還原,電子(zǐ)通過電流表流到陽極,在那裏鉛金屬被氧化。電流的(de)大小與氧氣的(de)濃度直接相關。這種傳感器可(kě)以有效地(dì)檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電解池型氣體傳感器,這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效,它的(de)原理(lǐ)與原電池型傳感器不一(yī)樣,它的(de)電化學(xué)反應是在電流強制下發生的(de),是一(yī)種真正的(de)庫侖分析的(de)傳感器。這種傳感器已經成功地(dì)用于:一(yī)氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的(de)檢測之中,是現有毒有害氣體檢測的(de)主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體傳感器,具有電化學(xué)活性的(de)氣體在電化學(xué)電池的(de)兩側,會自(zì)發形成濃差電動勢,電動勢的(de)大小與氣體的(de)濃度有關,這種傳感器的(de)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。
(4)、極限電流型氣體傳感器,有一(yī)種測量氧氣濃度的(de)傳感器利用電化池中的(de)極限電流與載流子(zǐ)濃度相關的(de)原理(lǐ)制備氧(氣)濃度傳感器,用于汽車的(de)氧氣檢測,和(hé)鋼水中氧濃度檢測。

紅(hóng)外線

大部分的(de)氣體在中紅(hóng)外區都有特征吸收峰,檢測特征吸收峰位置的(de)吸收情況,就可(kě)以确定某氣體的(de)濃度。
這種傳感器過去(qù)都是大型的(de)分析儀器,但是近些年(nián),随着以MEMS技術為(wèi)基礎的(de)傳感器工業的(de)發展,這種傳感器的(de)體積已經由10升,45公斤的(de)巨無霸,減小到2毫升(拇指大小)左右。使用無需調制光源的(de)紅(hóng)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(hóng)外線氣體傳感器可(kě)以有效地(dì)分辨氣體的(de)種類,準确測定氣體濃度。
這種傳感器成功的(de)用于:二氧化碳、甲烷的(de)檢測。氣體檢測儀器的(de)傳感器種類及優點和(hé)缺點
 


 

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