气体检测报警器的工作原理及传感器类别
我们来谈谈气体检测报警器的工作原理。通过传感器将气体浓度的变化转化为电流或电压的变化,通过信号采样电路输送到AD转换模块转换为数字信号。单片机接收数字信号后,通过内部算法计算当前气体浓度值。报警器结合实际气体浓度值实现浓度显示、报警等功能~20mA,RS485等接口将浓度信号输出,实现远程监控。气体浓度变化是如何产生的???
可燃气体:
当可燃气体与传感器发生反应时,会在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧),产生的热量会增加铂丝的温度,铂丝的电阻率会发生变化。可燃气体浓度由加热后的电阻变化来测量。
有毒气体:
当有毒气体与传感器发生反应时,然后疏水屏障层到达电极表面。被测气体在工作电极上发生氧化或还原反应。与被测气体浓度成正比的电阻将在正极和负极流动。
传感器的具体类型是什么?让我们来介绍一下。主要包括催化燃烧传感器、电化学传感器、半导体传感器、红外传感器和光离子传感器(PID)等。
一. 催化燃烧气体传感器的特点
催化燃烧传感器属于高温传感器,常用于可燃气体报警。
利用催化燃烧的热效应原理,测量桥由检测元件和补偿元件组成。在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面和催化剂的作用下无火焰燃烧,载体温度升高,通过其内部铂丝电阻相应升高,使平衡桥失去平衡,输出与可燃气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。
催化燃烧传感器的特点:
1.全程准确,线性输出
2.可检测多种可燃气体
3.性价比高
4.工作时需要足够的氧气
5.成熟的气体防爆检测技术
二. 电化学传感器的特点
电化学传感器是一种有毒的精密传感器传感器类型常用于西安气体检测报警器。
电化传感器由扩散透气膜、高活性点击和酸性电解质组成。它通常由三极(工作电极、电极、参考电极)和电解质组成。气体在工作电极上发生氧化或还原反应,并对电极发生相应的半反应。与测量气体浓度成正比的电流将在正极和负极之间流动。通过测量电流变化的大小,我们可以知道有毒气体的浓度。
一些型号的传感器还有第四个电极,即辅助电极,用于消除工作电极上的交叉干扰。
电化学传感器的特点:
1.对ppm浓度有敏感反应
2.全程准确,线性
3.对目标气种有更好的选择性
4.电解质被酒精或挥发性油污染
5.一些传感器容易受到温度和湿度突变的影响
三. 半导体传感器的特点
半导体传感器属于广谱传感器,分为电阻式和非电阻式。利用半导体接触气体时电阻或功能函数的变化来检测气体。
电阻式采用SnO2、ZnO制备金属氧化材料,包括多孔烧结、厚膜、薄膜等。
非电阻气体传感器利用气体吸附和反应引起的功能变化来检测气体。可分为金属-半导体结二极管传感器MOS二极管传感器和MOS FET型传感器。
半导体传感器的特点:
1.对PPM浓度有灵敏反应,线性度差
2.性价比高
3.对目标气种没有选择性
4.只能用于气体的定性检测
5.易受温度和湿度的影响
四. 红外传感器的特点
属于精密传感器,具有较好的测量针对性。
红外传感器是基于不同气体的特定振动频率,只吸收进入气腔测量气体特定波长的红外光,通过相同频率的红外辐射吸收,产生特征吸收带,获得红外谱图,可用于确定未知化合物。从而比较吸收前后的红外光强度值,计算气体浓度值。
红外传感器的特点:
1.不需要氧气,不会中毒
2.低功耗(相对催化燃烧传感器)
3.精度稳定
4.氢气无法检测,乙炔和二硫化碳
5.容易受温度和压力的影响
五. 光离子传感器(PID)及特点??
光离子传感器(PID)利用灯泡发射高能紫外线,进入空气室的目标气体分子被电离成带正负电荷的离子和电子,带电气态的离子和电子在电场作用下分别迁移到正负电极,产生的电流与被离子气体浓度成正比。
PID灯泡:
电离能的单位是电子伏特(eV),典型的灯泡型号是:9.8;10.6;11.7 eV
电离能(IP):
定义:电离电子所需能量的气体
气体电离的大小决定了它是否被气体电离决定了PID所检测
灯泡的选择非常重要
光离子传感器(PID)的特点:
1.灯泡寿命不需要氧气 hours<10000 hours
2.在ppb-ppm敏感检测范围内
3.快速响应气体分子无损检测(2-3秒)
4.量程内呈线性
5.无选择性检测VOC
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