气体传感器首要用于针对某种特定气体进行检测,丈量该气体在传感器邻近是否存在,或在传感器邻近空气中的含量。因而,在安全体系中,气体传感器一般都是不可或缺的。这些传感器可认为安全体系供应可燃、易燃和有毒气体的信息,以及区域内氧气的耗费,二氧化碳的份额。
常见的气体传感器包含电化学气体传感器,催化焚烧气体传感器,半导体气体传感器,红外气体传感器等。不同类型的传感器因为原理和结构不同,功能、运用办法、适用气体、适用场合也不尽相同。今日,就为咱们罗列一下常见的气体传感器品种,期望能对咱们有所协助。
电化学气体传感器
适当一部分的可燃性的、有毒有害气体,比方硫化氢、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等,都有电化学活性,能够被电化学氧化或许复原。运用这些反响,能够分辩气体成份、检测气体浓度。电化学传感器正是依据这种原理。
电化学传感器具有许多子类:
原电池型气体传感器
这种传感器也被称为加伏尼电池型气体传感器,或燃料电池型气体传感器、自发电池型气体传感器。他们原理与咱们日常运用的干电池相同,只不过电池碳锰电极被气体电极代替了。以氧气传感器为例,氧阴极被复原,电子电流表流到阳极,那里铅金属被氧化。因而电流巨细与氧气浓度直接相关。这种传感器能够有用检测氧气、二氧化硫、氯气等气体。
安稳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,它原理与原电池型传感器不一样,电化学反响是电流强制下产生,是一种真实库仑剖析传感器。这种传感器现已成功用于一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼等气体检测之中,是现在有毒有害气体检测干流传感器。
注:库仑剖析是指依据电解过程中耗费的电量,由法拉第规律来确认被测物质含量的办法。
浓差电池型气体传感器
这种传感器具有电化学活性的气体在电化学电池的两边,会自发构成浓差电动势,电动势的巨细与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例便是轿车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳检测仪。
极限电流型气体传感器
这是一种丈量氧气浓度的传感器,作业原理是依据安稳氧化锌固体电解质的氧泵效果,经过气体扩散操控供应阴极的氧而得到极限电流。这种传感器现在首要用于锅炉的焚烧操控、钢水中氧气浓度检测,以及轿车的氧气检测。
半导体式气体传感器
半导体式气体传感器是运用气体在半导体外表的氧化和复原反映,导致灵敏元件阻值改变:
氧气等具有负离子吸附倾向的气体,被成为氧化型气体——电子接纳型气体;
氢、碳氧化合物、醇类等具有正离子吸附倾向的气体,被称为复原型气体——电子供应型气体。
当氧化(复原)型气体吸附到N(P)型半导体上,半导体的载流子削减(增多),电阻率上升(下降);吸附到P(N)型半导体上,半导体的载流子增多(削减),电阻率下降(上升)。(能够看出氧化和复原型半导体是截然相反的)因而从这些性质能够有用的检测出对应的气体。
半导体式气体传感器能够有用用于: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、丙烯酸等许多气体检测。尤其是,这种传感器本钱低价,能够一起满意工业与民用的需求。
缺陷:安稳性较差,受环境影响较大,不宜使用于计量精确要求场所。
催化焚烧式气体传感器
这种传感器实践上是依据铂电阻温度传感器的一种气体传感器,即在铂电阻外表制备耐高温催化剂层,在必定温度下,可燃气体在外表催化焚烧,因而铂电阻温度升高,导致电阻的阻值改变。
因为催化焚烧式气体传感器铂电阻外一般由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹,因而这种传感器一般也被成为催化珠气体传感器。理论上这种传感器能够检测一切能够焚烧的气体,但实践使用中有许多破例。这种传感器一般能够用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。
依据铂电阻优秀的温度特性,这种传感器具有计量精确,呼应快速。传感器输出与环境爆破风险直接相关,安全检测范畴是一类主导位传感器。
缺陷是需求在足够的氧气环境中作业(究竟需求焚烧);暗火作业,有点燃爆破风险;大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒效果;因为催化剂不断耗费,零点和量程会产生漂移,需求频频的标定和调理。