Відніміть типи газових датчиків, які використовуються в сфері безпеки
Датчики газу в основному використовуються для виявлення певного газу, вимірювання наявності газу поблизу датчика або вмісту повітря поблизу датчика. Тому газові датчики зазвичай дуже важливі в системах безпеки. Ці датчики можуть надавати інформацію про горючі, легкозаймисті та токсичні гази для системи безпеки, а також споживання кисню та частку вуглекислого газу в зоні.
Звичайні газові датчики включають електрохімічні газові датчики, каталітичні газові датчики згоряння, напівпровідникові газові датчики, інфрачервоні газові датчики тощо. Через різні принципи та структуру різні типи датчиків мають різну продуктивність, методи використання, застосовні гази та застосовні випадки. Сьогодні я перерахую загальні типи датчиків газу для всіх, сподіваючись бути корисним.
Електрохімічний датчик газу
Значна частина легкозаймистих, токсичних і шкідливих газів, таких як сірководень, оксид азоту, діоксид азоту, діоксид сірки, оксид вуглецю та ін., мають електрохімічну активність і можуть електрохімічно окислюватися або відновлюватися. Використовуючи ці реакції, можна розрізнити склад газу та визначити концентрацію газу. На цьому принципі засновані електрохімічні сенсори.
Електрохімічні датчики мають багато підкатегорій:
Датчик газу основного типу батареї
Цей тип датчика також відомий як газовий датчик Гавоні, або газовий датчик паливного елемента, або спонтанний газовий датчик. Їх принцип такий самий, як і сухих батарей, якими ми користуємося щодня, за винятком того, що вугільно-марганцевий електрод батареї замінено на газовий електрод. Візьмемо, наприклад, датчик кисню, катод кисню зменшується, а електронний амперметр тече до анода, де метал свинцю окислюється. Отже, величина струму безпосередньо пов'язана з концентрацією кисню. Цей датчик може ефективно виявляти такі гази, як кисень, діоксид сірки, хлор тощо.
Датчик газу з електролітичною коміркою постійного потенціалу
Цей тип датчика дуже ефективний у виявленні відновлюючих газів, і його принцип відрізняється від основного датчика типу батареї. Електрохімічні реакції відбуваються під дією струму, що робить його справжнім датчиком кулонівського аналізу. Цей датчик успішно використовується для виявлення таких газів, як окис вуглецю, сірководень, водень, аміак, гідразин, і в даний час є основним датчиком для виявлення токсичних і шкідливих газів.
Примітка. Кулонівський аналіз відноситься до методу визначення вмісту вимірюваної речовини на основі закону Фарадея на основі кількості електроенергії, спожитої під час процесу електролізу.
Датчик газу концентраційного батарейного типу
Цей тип датчика має електрохімічну активність, і газ з обох сторін електрохімічної батареї мимовільно утворює електрорушійну силу різниці концентрацій. Величина електрорушійної сили пов'язана з концентрацією газу. Успішними прикладами цього типу датчиків є датчики кисню для автомобілів і детектори вуглекислого газу типу твердого електроліту.
Газовий датчик сильного струму
Це датчик для вимірювання концентрації кисню, принцип його роботи заснований на ефекті кисневого насоса стабільного твердого електроліту оксиду цинку. Обмеження струму виходить шляхом регулювання кисню, що подається на катод через дифузію газу. Цей тип датчика в даний час в основному використовується для контролю горіння в котлах, виявлення концентрації кисню в розплавленій сталі та виявлення кисню в автомобілях.
Напівпровідниковий датчик газу
Напівпровідникові датчики газу використовують реакції окислення та відновлення газу на поверхні напівпровідників, що призводить до зміни опору чутливих компонентів:
Кисень та інші гази зі схильністю до адсорбції негативних іонів називають газами-окислювачами - газами, що приймають електрони;
Гази з позитивною тенденцією до адсорбції іонів, такі як водень, оксиди вуглецю та спирти, називаються відновленими газами – газами з електроном.
При адсорбції окисних (відновних) газів на напівпровідниках типу N (P) носії заряду напівпровідників зменшуються (збільшуються) і питомий опір збільшується (зменшується); Адсорбовані на напівпровідниках типу P (N), носії заряду напівпровідників збільшуються (зменшуються), а питомий опір зменшується (збільшується). (Ви можете бачити, що окислювальні та відновні напівпровідники абсолютно протилежні.) Тому ці властивості можуть ефективно виявляти відповідний газ.
Напівпровідникові датчики газу можна ефективно використовувати для виявлення багатьох газів, таких як метан, етан, пропан, бутан, алкоголь, формальдегід, монооксид вуглецю, вуглекислий газ, етилен, ацетилен, вінілхлорид, стирол, акрилова кислота тощо. Особливо цей тип Датчик має низьку вартість і може задовольняти як промислові, так і цивільні потреби.
Недоліки: низька стабільність, значний вплив на навколишнє середовище та непридатність для використання в місцях з вимогами до точних вимірювань.
