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气体检测仪器类型及优缺点探讨

发布日期:2019-12-20 13:23浏览次数:139

气体检测仪表是气体泄漏浓度为检测的仪器仪表工具,主要指便携式/手持式气体检测仪表。气体传感器主要用于检测检测环境中存在的气体类型。气体传感器用于检测检测气体的成分和含量。一般认为,气体传感器的定义是基于检测目标的分类,即用于检测气体成分和浓度的所有传感器都称为气体传感器,无论是物理的还是化学的。例如,检测气体流量传感器不被视为气体传感器,但是导热气体分析仪是重要的气体传感器,尽管它们有时使用通常一致的检测原理。以下是对气体检测仪器类型及其优缺点的简要介绍。

半导体气体传感器

是利用一些金属氧化物半导体材料在相应温度下随着周围气体成分的变化而改变电导率的原理制造的。例如,酒精传感器是利用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时,电阻会急剧下降的原理制成的。

Advantages

半导体气体传感器可有效用于检测中的许多气体,如甲烷、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。特别是该传感器成本低,适合民用燃气检测的需求。

以下半导体气体传感器是成功的:甲烷(天然气、甲烷)、酒精、一氧化碳(城市气体)、硫化氢、氨(包括胺、肼)。高质量传感器可以满足行业检测的需求。美国Incisco气体传感器“缺点”稳定性差,受环境影响很大。特别地,每个传感器的选择性不仅仅是一个,并且输出参数不能被确定。因此,它不适合用于需要精确测量的地方。

催化燃烧型气体传感器

该传感器在铂电阻表面制备耐高温催化剂层。在相应的温度下,可燃气体在其表面催化燃烧。燃烧是铂电阻温升和电阻变化的函数,变化值是可燃气体浓度的函数。

优势

催化燃烧气体传感器选择性检测可燃气体:没有传感器对任何不能燃烧的东西做出响应。

Advantages

热导池型气体传感器

易燃气体范围内无选择性。在黑暗的火中工作会引发爆炸。大多数元素有机蒸汽对传感器有毒。

催化燃烧型气体传感器

每种气体都有其特定的热导率。当两种或多种气体的导热率相差很大时,导热元件可用于区分一种组分的含量。这种传感器已用于氢传感器检测、二氧化碳传感器检测和高浓度甲烷传感器检测。

这种气体传感器适用范围很窄,有许多限制因素。

电化学气体传感器

相当一部分易燃、有毒和有害气体具有电化学活性,可以被电化学氧化或还原。使用这些反应,可以区分气体成分和气体浓度。电化学气体传感器分为许多子类:

(1)和原电池型气体传感器(也称为:Gaffney cell型气体传感器,也称为燃料电池型气体传感器,也称为自发电池型气体传感器)。它们的原理与我们使用的干电池相同,只是电池的碳电极和锰电极被气体电极代替。以氧传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流向阳极,铅金属在阳极被氧化。电流的大小与氧的浓度直接相关。这种传感器能有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。

(2)、恒电位电解池式气体传感器,这种传感器对检测还原气体非常有效,它的原理不同于原电池式传感器,它的电化学反应是在电流的作用力下进行的,是一种真正的库仑分析传感器。该传感器已成功用于检测o

(3)浓度池式气体传感器。电化学活性气体将在电化学电池的两侧自发形成集中电动势。电动势的大小与气体浓度有关。这种传感器的成功例子是汽车氧传感器和固体电解质型二氧化碳传感器。

(4)电流型气体传感器,有一个用于测量氧气浓度的传感器。氧(气体)浓度传感器是利用电化学电池中的电流与载流子浓度相关的原理制备的。用于汽车氧气检测和钢水氧气浓度检测。

红外气体传感器

大多数气体在中红外区域有特征吸收峰。特定气体的浓度可以通过吸收检测特征吸收峰来确定。

这种传感器曾经很大分析仪器,但是近年来,随着基于微机电系统技术发展的传感器工业的发展,这种传感器的体积已经从10升45千克减少到大约2毫升(拇指大小)。仪器完全没有机械运动部件,因为使用了不需要调制光源的红外探测器,从而完全实现免维护。

红外气体传感器能有效区分气体类型,精确浓度为测定。

该传感器已成功应用于二氧化碳和甲烷的检测。

磁氧检测仪器

这是磁氧分析仪的核心,但“传感器”的过程目前已经实现。

它是利用空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理制成的。

该传感器只能用于检测氧气,选择性好。只有大气环境中的氮氧化物才能产生轻微的影响,但由于这些干扰气体的含量往往很小,磁氧分析技术的选择性几乎只有一个。


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