Вычтите типы датчиков газа, используемых в области безопасности.
Газовые датчики в основном используются для обнаружения определенного газа, измерения наличия газа рядом с датчиком или содержания воздуха рядом с датчиком. Поэтому датчики газа обычно очень важны в системах безопасности. Эти датчики могут предоставлять системе безопасности информацию о горючих, легковоспламеняющихся и токсичных газах, а также о потреблении кислорода и пропорции углекислого газа в зоне действия.
Общие датчики газа включают электрохимические датчики газа, каталитические датчики газа сгорания, полупроводниковые датчики газа, инфракрасные датчики газа и т. д. Из-за разных принципов и конструкций разные типы датчиков имеют разные характеристики, методы использования, применимые газы и применимые случаи. Сегодня я перечислю распространенные типы датчиков газа для всех, надеюсь, что они будут полезны.
Электрохимический датчик газа
Значительная часть горючих, токсичных и вредных газов, таких как сероводород, оксид азота, диоксид азота, диоксид серы, окись углерода и др., обладают электрохимической активностью и могут подвергаться электрохимическому окислению или восстановлению. Используя эти реакции, можно определить состав газа и определить его концентрацию. На этом принципе основаны электрохимические датчики.
Электрохимические датчики имеют множество подкатегорий:
Датчик газа первичного батарейного типа
Датчик этого типа также известен как датчик газа типа ячейки Гавони, датчик газа типа топливного элемента или датчик газа типа спонтанной ячейки. Их принцип тот же, что и у сухих батарей, которые мы используем ежедневно, за исключением того, что углеродно-марганцевый электрод батареи заменен газовым. На примере датчика кислорода катод кислорода восстанавливается, а электронный амперметр течет к аноду, где металлический свинец окисляется. Следовательно, величина тока напрямую связана с концентрацией кислорода. Этот датчик может эффективно обнаруживать такие газы, как кислород, диоксид серы, хлор и т. д.
Датчик газа с электролитической ячейкой с постоянным потенциалом
Датчик этого типа очень эффективен при обнаружении газов-восстановителей, и его принцип отличается от принципа действия датчика первичного батарейного типа. Электрохимические реакции происходят под действием тока, что делает его настоящим датчиком кулоновского анализа. Этот датчик успешно используется для обнаружения таких газов, как окись углерода, сероводород, водород, аммиак, гидразин, и в настоящее время является основным датчиком для обнаружения токсичных и вредных газов.
Примечание: Кулоновский анализ относится к методу определения содержания измеряемого вещества на основе закона Фарадея, исходя из количества электроэнергии, потребляемой в процессе электролиза.
Датчик газа аккумуляторного типа концентрации
Этот тип датчика обладает электрохимической активностью, и газ на обеих сторонах электрохимической батареи самопроизвольно образует электродвижущую силу разности концентраций. Величина электродвижущей силы связана с концентрацией газа. Успешными примерами датчиков этого типа являются датчики кислорода для автомобилей и детекторы углекислого газа с твердым электролитом.
Газовый датчик предельного тока
Это датчик для измерения концентрации кислорода, принцип его работы основан на эффекте кислородного насоса стабильного твердого электролита на основе оксида цинка. Ограничивающий ток достигается за счет регулирования кислорода, подаваемого на катод посредством газовой диффузии. Датчики этого типа в настоящее время в основном используются для контроля горения в котлах, определения концентрации кислорода в расплавленной стали и обнаружения кислорода в автомобилях.
Полупроводниковый газовый датчик
Полупроводниковые газовые датчики используют реакции окисления и восстановления газа на поверхности полупроводников, что приводит к изменению сопротивления чувствительных компонентов:
Кислород и другие газы, обладающие склонностью к адсорбции отрицательных ионов, называются газами-окислителями — газами, принимающими электроны;
Газы с положительной тенденцией к адсорбции ионов, такие как водород, оксиды углерода и спирты, называются восстановленными газами - газами с электронным снабжением.
При адсорбции окислительных (восстановительных) газов на полупроводниках типа Н(П) носители заряда полупроводников уменьшаются (увеличиваются) и удельное сопротивление увеличивается (уменьшается); Адсорбируясь на полупроводниках типа P(N), носители заряда полупроводников увеличиваются (уменьшаются), а удельное сопротивление уменьшается (увеличивается). (Видно, что окислительные и восстановительные полупроводники совершенно противоположны.) Следовательно, эти свойства позволяют эффективно обнаруживать соответствующий газ.
Полупроводниковые газовые датчики можно эффективно использовать для обнаружения многих газов, таких как метан, этан, пропан, бутан, спирт, формальдегид, окись углерода, диоксид углерода, этилен, ацетилен, винилхлорид, стирол, акриловая кислота и т. д. Особенно этот тип газовых датчиков. Датчик недорогой и может удовлетворить как промышленные, так и гражданские нужды.
Недостатки: низкая стабильность, значительное воздействие на окружающую среду и непригодность для использования в местах с требованиями к точным измерениям.
