Ismertesse részletesen a gázdetektor érzékelési elvét!
A gázérzékelő egy speciálisan a gáz biztonságos koncentrációjának érzékelésére tervezett műszer. Működési elve elsősorban az, hogy a gázérzékelő által gyűjtött fizikai vagy kémiai nem elektromos jeleket elektromos jelekké alakítja, majd a fenti elektromos jeleket külső áramkörökön keresztül egyenirányítja és szűri, és ezeken a feldolgozott jeleken keresztül vezérli a megfelelő modulokat a gázérzékelés megvalósításához. . A gázérzékelő magja azonban a beépített érzékelőelemek. A különböző észlelt gázok szerint az észlelési technológiai elvek eltérőek, és az elvek főként a következő hat kategóriába sorolhatók:
1) katalitikus égés elve:
A katalitikus égésérzékelő a katalitikus égés termikus hatásának elvét alkalmazva mérőhidat alkot. Bizonyos hőmérsékleti viszonyok között az éghető gáz az érzékelőelem hordozójának felületén és a katalizátor hatására lángmentesen ég, és a hordozó hőmérséklete nő, és ennek megfelelően nő a rajta áthaladó platinahuzal ellenállása is, így hogy az egyensúlyhíd elveszti egyensúlyát és az éghető gáz koncentrációjával arányos elektromos jelet ad ki. A platinahuzal ellenállásváltozásának mérésével megismerhető az éghető gáz koncentrációja.
Főleg éghető gázok kimutatására használják, jó linearitású kimeneti jellel, megbízható indexszel, megfizethető áron és nincs keresztfertőzés más nem éghető gázokkal.
2) infravörös elv:
Az infravörös érzékelő a mérendő gázt folyamatosan egy meghatározott hosszúságú és térfogatú tartályon vezeti át, és infravörös fénysugarat bocsát ki a tartály két fényáteresztő homlokfelületének egyik oldaláról. Ha az infravörös érzékelő hullámhossza egybeesik a mérendő gáz abszorpciós vonalával, az infravörös energia elnyelődik, és az infravörös fény fényintenzitás-csillapítása a mérendő gázon való áthaladás után megfelel a Lambert-Beer törvénynek. Minél nagyobb a gázkoncentráció, annál nagyobb a fény csillapítása. Ekkor az infrasugarak abszorpciója egyenesen arányos a fényelnyelő anyagok koncentrációjával, így a gázkoncentráció mérhető az infrasugarak gáz általi csillapításának mérésével.
Az infravörös gázérzékelő jellemzői: hosszú élettartam (3-5 év), nagy érzékenység, jó stabilitás, nincs toxicitás, kevésbé zavarja a környezetet és nem függ az oxigéntől stb. Az infravörös gázérzékelő nagy felügyeleti érzékenységgel rendelkezik , és pontosan megkülönbözteti a mikro-PPB-t vagy az alacsony koncentrációjú PPM-gázt is. A mérési tartomány széles, általában 100% VOL nagy koncentrációjú gáz elemezhető, és 1ppb szintű alacsony koncentrációjú analízis is elvégezhető.
3) Elektrokémiai elv:
Az elektrokémiai érzékelő általában három részből áll: az elektród, az elektrolit és a félvezető elektróda az érzékelő mag részei, amelyek fémből vagy félvezető anyagokból készülnek, és kémiai reakcióba léphetnek a gázmolekulákkal. Az elektrolit egy vezetőképes folyadék, amely képes összekapcsolni az elektródákat félvezetőkkel, így teljes áramkört alkot. A félvezető egy speciális anyag, amely az elektróda és az elektrolit közötti áramjelet digitális jellé alakítja, így megvalósítja a gázkoncentráció érzékelését.
Az elektrokémiai gázérzékelő működési elve a redox reakción alapul. Amikor a gázmolekulák érintkezésbe kerülnek az elektród felületével, redox reakción mennek keresztül, és áramjeleket generálnak. Ez az áramjel az elektroliton keresztül átvihető a félvezetőbe, majd digitális jellé alakítható. A digitális jel arányos a gázkoncentrációval, így a digitális jel mérésével meghatározható a gázkoncentráció.
Főleg mérgező gázok kimutatására használják, nagy érzékenységgel, gyors reagálással, jó megbízhatósággal és hosszú élettartammal. Különféle gázokat képes érzékelni, például szén-monoxidot, szén-dioxidot, oxigént, nitrogént és így tovább. Széles körben használják az iparban, az orvosi ellátásban, a környezetvédelemben és más területeken.
4) A PID fotoionizációs elve:
A PID elve az, hogy a szerves gáz ionizálódik az ultraibolya fényforrás gerjesztésekor. A PID UV lámpát használ, és az UV lámpa gerjesztése alatt a szerves anyag ionizálódik, az ionizált "töredékek" pozitív és negatív töltésűek, így áram keletkezik a két elektróda között. A detektor felerősíti az áramot, és a VOC-gáz koncentrációja műszereken és berendezéseken keresztül megjeleníthető.
Főleg az olajfinomító ipar megfigyelésében, a veszélyes vegyi anyagok szivárgásának sürgősségi kezelésében, a szivárgásveszélyes terület meghatározásában, az olajtartályok és benzinkutak biztonsági felügyeletében, valamint a szervesanyag-kibocsátás és a tisztítás hatékonyságának ellenőrzésében használják.
5) A hővezető képesség elve:
A mért gáz koncentrációjának elemzése elsősorban a kevert gáz hővezetőképesség-változásának mérésével történik. Általában a hővezető képességű gázérzékelő hővezető képességének különbségét az áramkörön keresztüli ellenállás változásává alakítják át. A hagyományos kimutatási módszer szerint a mérendő gázt egy gázkamrába küldik, és a gázkamra közepe egy termisztor, például termisztor, platinahuzal vagy volfrámhuzal, amelyet egy bizonyos hőmérsékletre melegítenek, hogy a változást átalakítsák. A kevert gáz hővezető képességének változását a termisztor ellenállásának változásába, és az ellenállás változása könnyen és pontosan mérhető.
6) félvezető elve:
A félvezető gázérzékelő a gáz oxidációs-redukciós reakciójával készül a félvezető felületén az érzékeny elem ellenállásértékének megváltoztatására. Amikor a félvezető eszközt stabil állapotba hevítjük, amikor a gáz érintkezik a félvezető felületével és adszorbeálódik, az adszorbeált molekulák először szabadon diffundálnak a tárgy felületén, elveszítve mozgási energiájukat, egyes molekulák elpárolognak, a másik pedig a fennmaradó molekulák termikusan lebomlanak és adszorbeálódnak a tárgy felületén. Ha a félvezető munkafunkciója kisebb, mint az adszorbeált molekulák affinitása, az adszorbeált molekulák elektronokat vesznek el az eszközből, negatív ionadszorpcióvá válnak, és a félvezető felülete töltésréteget mutat.
