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簡(jiǎn)述幾種氣體檢測傳感器的檢測原理

檢測氣體的濃度依賴(lài)于氣體檢測變送器,傳感器是其核心部分,按照檢測原理的不同,主要分為金屬氧化物半導體式傳感器、催化燃燒式傳感器、定電位電解式氣體傳感器、迦伐尼電池式氧氣傳感器、紅外式傳感器、PID光離子化傳感器等,以下簡(jiǎn)單闡述各種傳感器的原理及特點(diǎn)。

 金屬氧化物半導體式傳感器

  金屬氧化物半導體式傳感器利用被測氣體的吸附作用,改變半導體的電導率,通過(guò)電流變化的比較,激發(fā)報警電路。由于半導體式傳感器測量時(shí)受環(huán)境影響較大,輸出線(xiàn)形不穩定。金屬氧化物半導體式傳感器,因其反應十分靈敏,故目前廣泛使用的領(lǐng)域為測量氣體的微漏現象。

  催化燃燒式傳感器

  催化燃燒式傳感器原理是目前廣泛使用的檢測可燃氣體的原理之一,具有輸出信號線(xiàn)形好、指數可靠、價(jià)格便宜、無(wú)與其他非可燃氣體的交叉干擾等特點(diǎn)。催化燃燒式傳感器采用惠斯通電橋原理,感應電阻與環(huán)境中的可燃氣體發(fā)生無(wú)焰燃燒,使溫度使感應電阻的阻值發(fā)生變化,打破電橋平衡,使之輸出穩定的電流信號,再經(jīng)過(guò)后期電路的放大、穩定和處理最終顯示可靠的數值。

  定電位電解式氣體傳感器

  定電位電解式傳感器是目前測毒類(lèi)現場(chǎng)泛使用的一種技術(shù),因此此類(lèi)傳感器大都依賴(lài)。定電位電解式氣體傳感器的結構:在一個(gè)塑料制成的筒狀池體內,安裝工作電極、對電極和參比電極,在電極之間充滿(mǎn)電解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接,在電極之間施加了一定的電位,使傳感器處于工作狀態(tài)。氣體與的電解質(zhì)內的工作電極發(fā)生氧化或還原反應,在對電極發(fā)生還原或氧化反應,電極的平衡電位發(fā)生變化,變化值與氣體濃度成正比。

  迦伐尼電池式氧氣傳感器

  隔膜迦伐尼電池式氧氣傳感器的結構:在塑料容器的一面裝有對氧氣透過(guò)性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜,在其容器內側緊粘著(zhù)貴金屬(鉑、黃金、銀等)陰電極,在容器的另一面內側或容器的空余部分形成陽(yáng)極(用鉛、鎘等離子化傾向大的金屬)。用氫氧化鉀。氧氣在通過(guò)電解質(zhì)時(shí)在陰陽(yáng)極發(fā)生氧化還原反應,使陽(yáng)極金屬離子化,釋放出電子,電流的大小與氧氣的多少成正比,由于整個(gè)反應中陽(yáng)極金屬有消耗,所以傳感器需要定期更換。

  紅外式傳感器

  紅外式傳感器利用各種元素對某個(gè)波長(cháng)的吸收原理,具有抗中毒性好,反應靈敏,對大多數碳氫化合物都有反應。但結構復雜,成本高。

  PID光離子化氣體傳感器   

  PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構成,在離子室有正負電極,形成電場(chǎng),待測氣體在紫外燈的照射下,離子化,生成正負離子,在電極間形成電流,經(jīng)放大輸出信號。

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