Детально поясніть принцип виявлення газового детектора.
Детектор газу - це прилад, спеціально розроблений для визначення безпечної концентрації газу. Його принцип роботи в основному полягає в перетворенні фізичних або хімічних неелектричних сигналів, зібраних датчиком газу, в електричні сигнали, а потім виправленні та фільтрації вищезазначених електричних сигналів через зовнішні схеми та керуванні відповідними модулями за допомогою цих оброблених сигналів для реалізації виявлення газу. . Однак основою детектора газу є вбудовані компоненти датчика. Відповідно до різних виявлених газів принципи технології виявлення відрізняються, і принципи в основному поділяються на такі шість категорій:
1) каталітичний принцип горіння:
Каталітичний датчик згоряння використовує принцип теплового ефекту каталітичного згоряння для формування вимірювального містка. За певних температурних умов горючий газ горить без полум’я на поверхні носія елемента детектування та під дією каталізатора, при цьому температура носія підвищується, а також відповідно збільшується опір платинового дроту, що проходить через нього, тому балансувальний міст втрачає баланс і видає електричний сигнал, пропорційний концентрації горючого газу. Вимірюючи зміну опору платинового дроту, можна дізнатися концентрацію горючого газу.
Він в основному використовується для виявлення горючих газів, має хорошу лінійність вихідного сигналу, надійний індекс, доступну ціну та відсутність перехресного зараження іншими негорючими газами.
2) інфрачервоний принцип:
Інфрачервоний датчик безперервно пропускає газ, що підлягає вимірюванню, через контейнер певної довжини та об’єму та випромінює промінь інфрачервоного світла з боку одного з двох світлопроникних торців контейнера. Коли довжина хвилі інфрачервоного датчика збігається з лінією поглинання вимірюваного газу, інфрачервона енергія поглинається, а ослаблення інтенсивності світла інфрачервоного світла після проходження через вимірюваний газ задовольняє закон Ламберта-Бера. Чим більше концентрація газу, тим більше ослаблення світла. У цей час поглинання інфрачервоних променів прямо пропорційно концентрації світлопоглинаючих речовин, тому концентрацію газу можна виміряти шляхом вимірювання ослаблення інфрачервоних променів газом.
Інфрачервоний датчик газу має такі характеристики, як тривалий термін служби (3-5 років), висока чутливість, хороша стабільність, відсутність токсичності, менший вплив навколишнього середовища та відсутність залежності від кисню тощо. Інфрачервоний датчик газу має високу чутливість моніторингу і може точно розрізняти навіть мікро-PPB або газ низької концентрації PPM. Діапазон вимірювання широкий, як правило, можна аналізувати 100% об’єму газу з високою концентрацією, а також можна виконати аналіз низької концентрації на рівні 1ppb.
3) Електрохімічний принцип:
Електрохімічний датчик зазвичай складається з трьох частин: електрод, електроліт і напівпровідниковий електрод є основними частинами датчика, які виготовлені з металу або напівпровідникових матеріалів і можуть хімічно реагувати з молекулами газу. Електроліт - це провідна рідина, яка може з'єднувати електроди з напівпровідниками в повне коло. Напівпровідник - це спеціальний матеріал, який може перетворювати сигнал струму між електродом і електролітом у цифровий сигнал, таким чином реалізуючи виявлення концентрації газу.
Принцип роботи електрохімічного датчика газу заснований на окисно-відновній реакції. Коли молекули газу стикаються з поверхнею електрода, вони піддаються окисно-відновній реакції та генерують сигнали струму. Цей сигнал струму може бути переданий до напівпровідника через електроліт, а потім перетворений у цифровий сигнал. Цифровий сигнал пропорційний концентрації газу, тому концентрацію газу можна визначити шляхом вимірювання цифрового сигналу.
В основному використовується для виявлення токсичних газів, має високу чутливість, швидку реакцію, хорошу надійність і тривалий термін служби. Він може виявляти різні гази, такі як чадний газ, вуглекислий газ, кисень, азот тощо. Він широко використовується в промисловості, медичному обслуговуванні, охороні навколишнього середовища та інших сферах.
4) Принцип фотоіонізації PID:
Принцип PID полягає в тому, що органічний газ іонізується під дією джерела ультрафіолетового світла. PID використовує УФ-лампу, і органічна речовина іонізується під дією УФ-лампи, а іонізовані «фрагменти» мають позитивні та негативні заряди, таким чином генеруючи струм між двома електродами. Детектор підсилює струм, і концентрацію ЛОС можна відобразити за допомогою приладів і обладнання.
Він в основному використовується для моніторингу нафтопереробної промисловості, екстреної обробки витоку небезпечних хімічних речовин, визначення небезпечної зони витоку, моніторингу безпеки нафтових резервуарів і заправних станцій, а також моніторингу викидів органічних речовин і ефективності очищення.
5) Принцип теплопровідності:
Концентрація виміряного газу аналізується в основному шляхом вимірювання зміни теплопровідності змішаного газу. Зазвичай різниця теплопровідності газового датчика теплопровідності перетворюється на зміну опору через ланцюг. Традиційний метод виявлення полягає у відправленні газу, який потрібно виміряти, у газову камеру, а центром газової камери є термістор, такий як термістор, платиновий або вольфрамовий дріт, який нагрівається до певної температури для перетворення зміни теплопровідність змішаного газу в зміну опору термістора, і зміну опору можна легко й точно виміряти.
6) принцип напівпровідника:
Напівпровідниковий датчик газу виготовляється шляхом використання окисно-відновної реакції газу на поверхні напівпровідника для зміни значення опору чутливого елемента. Коли напівпровідниковий прилад нагрівається до стабільного стану, коли газ контактує з поверхнею напівпровідника та адсорбується, адсорбовані молекули спочатку вільно дифундують на поверхні об’єкта, втрачаючи енергію руху, одні молекули випаровуються, а інші решта молекул термічно розкладаються і адсорбуються на поверхні об'єкта. Коли робота виходу напівпровідника менша за спорідненість адсорбованих молекул, адсорбовані молекули забирають електрони з пристрою та стають адсорбцією негативних іонів, а поверхня напівпровідника представляє шар заряду.
