Forklar detektionsprincippet for gasdetektor i detaljer.
Gasdetektoren er et instrument specielt designet til at detektere den sikre koncentration af gas. Dens arbejdsprincip er hovedsageligt at konvertere de fysiske eller kemiske ikke-elektriske signaler indsamlet af gassensoren til elektriske signaler, og derefter rette og filtrere ovennævnte elektriske signaler gennem eksterne kredsløb og kontrollere de tilsvarende moduler gennem disse behandlede signaler for at realisere gasdetektion . Kernen i gasdetektoren er dog de indbyggede sensorkomponenter. I henhold til de forskellige detekterede gasser er principperne for detektionsteknologi forskellige, og principperne er hovedsageligt opdelt i følgende seks kategorier:
1) katalytisk forbrændingsprincip:
Den katalytiske forbrændingssensor bruger det termiske effektprincip for katalytisk forbrænding til at danne en målebro. Under visse temperaturforhold brænder brændbar gas flammefrit på overfladen af bæreren af detektionselementet og under påvirkning af katalysatoren, og temperaturen på bæreren stiger, og modstanden af platintråden, der passerer gennem den, stiger også tilsvarende, så at balancebroen mister balancen og udsender et elektrisk signal proportionalt med koncentrationen af brændbar gas. Ved at måle modstandsændringen af platintråden kan koncentrationen af brændbar gas kendes.
Det bruges hovedsageligt til påvisning af brændbar gas, med god linearitet af udgangssignal, pålideligt indeks, overkommelig pris og ingen krydsinfektion med andre ikke-brændbare gasser.
2) infrarødt princip:
Den infrarøde sensor passerer kontinuerligt den gas, der skal måles, gennem en beholder med en vis længde og volumen og udsender en stråle af infrarødt lys fra siden af en af beholderens to lysgennemtrængelige endeflader. Når bølgelængden af den infrarøde sensor falder sammen med absorptionslinjen for den gas, der skal måles, absorberes den infrarøde energi, og lysintensitetsdæmpningen af infrarødt lys efter passage gennem gassen, der skal måles, opfylder Lambert-Beers lov. Jo større gaskoncentration, desto større dæmpning af lys. På dette tidspunkt er absorptionen af infrarøde stråler direkte proportional med koncentrationen af lysabsorberende stoffer, så gaskoncentrationen kan måles ved at måle dæmpningen af infrarøde stråler med gas.
Den infrarøde gassensor har karakteristika for lang levetid (3-5 år), høj følsomhed, god stabilitet, ingen toksicitet, mindre interferens fra omgivelserne og ingen afhængighed af ilt osv. Den infrarøde gassensor har høj overvågningsfølsomhed , og kan præcist skelne selv mikro-PPB eller lav-koncentration PPM gas. Måleområdet er bredt, generelt kan 100% VOL gas med høj koncentration analyseres, og 1 ppb niveau lav koncentrationsanalyse kan også udføres.
3) Elektrokemisk princip:
Elektrokemisk sensor består normalt af tre dele: elektrode, elektrolyt og halvlederelektrode er sensorens kernedele, som er lavet af metal eller halvledermaterialer og kan reagere kemisk med gasmolekyler. Elektrolyt er en ledende væske, som kan forbinde elektroder med halvledere for at danne et komplet kredsløb. Halvleder er et specielt materiale, som kan konvertere strømsignalet mellem elektrode og elektrolyt til digitalt signal og dermed realisere detekteringen af gaskoncentration.
Arbejdsprincippet for elektrokemisk gassensor er baseret på redoxreaktion. Når gasmolekyler kommer i kontakt med elektrodeoverfladen, vil de gennemgå en redoxreaktion og generere strømsignaler. Dette strømsignal kan overføres til halvlederen gennem elektrolytten og derefter omdannes til et digitalt signal. Det digitale signal er proportionalt med gaskoncentrationen, så gaskoncentrationen kan bestemmes ved at måle det digitale signal.
Anvendes hovedsageligt til påvisning af giftige gasser, med høj følsomhed, hurtig respons, god pålidelighed og lang levetid. Det kan detektere en række forskellige gasser, såsom kulilte, kuldioxid, oxygen, nitrogen og så videre. Det er meget udbredt inden for industri, medicinsk behandling, miljøbeskyttelse og andre områder.
4) PID fotoioniseringsprincip:
Princippet for PID er, at organisk gas vil ionisere under excitation af ultraviolet lyskilde. PID anvender en UV-lampe, og det organiske stof ioniseres under excitation af UV-lampen, og de ioniserede "fragmenter" har positive og negative ladninger, og genererer dermed en strøm mellem de to elektroder. Detektoren forstærker strømmen, og koncentrationen af VOC-gas kan vises gennem instrumenter og udstyr.
Det bruges hovedsageligt til overvågning af olieraffineringsindustrien, nødbehandling af lækage af farlige kemikalier, definition af lækagefareområde, sikkerhedsovervågning af olietanke og tankstationer og overvågning af emission af organisk materiale og rensningseffektivitet.
5) Termisk ledningsevneprincip:
Koncentrationen af den målte gas analyseres hovedsageligt ved at måle ændringen i varmeledningsevnen af den blandede gas. Normalt konverteres forskellen i termisk ledningsevne af termisk ledningsevne gassensor til ændringen af modstand gennem kredsløb. Den traditionelle detektionsmetode er at sende gassen, der skal måles, ind i et gaskammer, og midten af gaskammeret er en termistor, såsom en termistor, platintråd eller wolframtråd, som opvarmes til en bestemt temperatur for at konvertere ændringen af den blandede gass termiske ledningsevne ind i termistorens modstandsændring, og modstandsændringen kan let og nøjagtigt måles.
6) halvlederprincip:
Halvledergassensoren er lavet ved at bruge oxidations-reduktionsreaktionen af gas på halvlederoverfladen til at ændre modstandsværdien af det følsomme element. Når halvlederanordningen opvarmes til en stabil tilstand, når gassen kommer i kontakt med overfladen af halvlederen og adsorberes, diffunderer de adsorberede molekyler først frit på overfladen af objektet, mister deres bevægelsesenergi, nogle molekyler fordampes, og de andre resterende molekyler nedbrydes termisk og adsorberes på objektets overflade. Når halvlederens arbejdsfunktion er mindre end affiniteten af de adsorberede molekyler, vil de adsorberede molekyler fjerne elektroner fra enheden og blive negativ ionadsorption, og overfladen af halvlederen præsenterer et ladningslag.
