За принципом роботи газові датчики можна класифікувати на три основні категорії:
Газові датчики, що використовують фізичні та хімічні властивості, такі як напівпровідникові (контрольовані поверхнею, об’ємом, на основі поверхневого потенціалу), засновані на каталітичному горінні, на основі теплопровідності твердого тіла тощо. Газові датчики, що використовують такі фізичні властивості, як теплопровідність, оптичні перешкоди, інфрачервоне поглинання тощо. Газові датчики, що використовують електрохімічні властивості, такі як електроліз постійного потенціалу, гальванічний елемент, діафрагмовий іонний електрод, фіксований електроліт тощо. Відповідно до небезпеки ми класифікуємо токсичні та шкідливі гази на дві категорії: горючі гази та токсичні гази. Через їх різні властивості та небезпеки методи їх виявлення також відрізняються.
Горючі гази – це небезпечні гази, які зазвичай зустрічаються в промислових умовах, таких як нафтохімія, в основному складаються з органічних газів, таких як алкани, і деяких неорганічних газів, таких як чадний газ. Вибух горючих газів повинен відповідати певним умовам, а саме: певна концентрація горючого газу, певна кількість кисню та джерело вогню з достатнім теплом для їх запалювання, зонд датчика вологості, електрична нагрівальна трубка з нержавіючої сталі, датчик PT100, рідинний електромагнітний клапан, нагрівач з литого алюмінію та нагрівальна спіраль. Це три елементи вибуху (як показано в трикутнику вибуху на лівому малюнку вище), які є незамінними. Іншими словами, відсутність жодної з цих умов не призведе до пожежі чи вибуху. Коли горючі гази (пара, пил) і кисень змішуються і досягають певної концентрації, вони вибухають під впливом джерела вогню з певною температурою. Ми називаємо концентрацію, при якій горючі гази вибухають під час дії джерела вогню, як межу концентрації вибухонебезпечності, скорочено як межу вибуховості, яка зазвичай виражається у %.
Насправді, ця суміш не обов’язково вибухає при будь-якому співвідношенні змішування і вимагає діапазону концентрації. Заштрихована область, показана на малюнку праворуч угорі. Коли концентрація горючого газу нижча за ННП (мінімальна межа вибуховості) (недостатня концентрація горючого газу) і вище UEL (максимальна межа вибуховості) (недостатня кількість кисню), вибуху не відбудеться. LEL і UEL різних горючих газів різні (див. вступ у восьмому номері), що слід враховувати при калібруванні приладів. З міркувань безпеки ми, як правило, повинні подавати сигнал тривоги, коли концентрація горючого газу становить 10% і 20% від НКП, де йдеться про 10% НКП. Зробити попереджувальний сигнал, тоді як 20% LEL називається попередженням про небезпеку. Ось чому ми називаємо детектор горючих газів LEL-детектором. Слід зазначити, що значення 100%, яке відображається на детекторі LEL, не означає, що концентрація горючого газу досягає 100% об’єму газу, а скоріше досягає 100% LEL, що еквівалентно найнижчій межі вибуховості горючого газу. Якщо це метан, 100% LEL=4% об’ємної концентрації (VOL). У роботі детектор, який вимірює ці гази за допомогою методу LEL, є звичайним каталітичним детектором горіння.
Його принципом є подвійний міст (широко відомий як міст Уітстона) блок виявлення. Каталітична речовина горіння нанесена на один із платинових дротяних мостів. Незалежно від горючого газу, якщо він може запалюватися електродом, опір платинового дротяного моста змінюватиметься через зміни температури. Ця зміна опору пропорційна концентрації горючого газу, і концентрацію горючого газу можна обчислити за допомогою системи схеми приладу та мікропроцесора.
