气体检测报警器常用的传感器类型及特性介绍
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气体检测报警器常用的传感器类型及特性介绍当工业环境中可燃气体或有毒气体泄漏,气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时,报警器就会发出报警信号,以提醒工作人员采取安全措施,并驱动排风、切断、喷淋系统,防止发生爆炸、火灾、中毒事故,从而保障安全生产。
而气体检测报警器的核心部件是气体传感器,常用的传感器类型有催化燃烧式传感器(可检测可燃性气体)、电化学传感器(可检测氧气和有毒气体)、红外传感器(可检测二氧化碳及碳氧化合物)、PID光离子传感器(可检测VOC有机溶剂)、半导体传感器(可检测VOC有机溶剂)。
一、催化燃烧传感器
利用热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,内部的铂丝电阻也相应升高,平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化,就知道可燃气体的浓度。
优点:技术成熟、应用简单、性价比高、受环境影响小、可检测大多数可燃气体
缺点:易中毒失效、需氧气参与、高浓度不线性
二、红外传感器
优点:
1.检测范围宽,0-100%VOL。
2.传感器不会出现中毒和抑制现象。
3.对氧气没有需求,可在无氧环境中测量。
4.寿命长:传感器使用寿命大于5年,最大可达10年。
5.测量精度和重复性好。
三、电化学传感器
电化学传感器由扩散透气膜、高活性电极和酸性电解质组成。一般由三级(感应电极、对电极、参考电极)及电解液构成,气体在工作电极上发生氧化或还原反应,对电极上发生相应的半反应,通过电极间连接的电阻器,与被测浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。通过测量该电流变化的大小,就知道有毒气体
的浓度。
优点:
1.对ppm浓度有灵敏反应
2.全量程方位内精准且线性
3.对目标气种有较好的选择性
4.电解质会受到酒精或挥发性油类物质污染
5.部分传感器易受温度和湿度突变的影响。
四、半导体传感器
金属氧化物半导体传感器(MOS)既可以用于检测ppm级的有毒气体,也可以用于检测百分比浓度的易燃易爆气体。MOS传感器由一个金属半导体(比如SnO2)构成。在清洁空气中,它的电导很低,而遇到还原性气体,比如一氧化碳或可燃性气体,传感器元件的电导会增加。
五、PID光离子传感器
优点:
1.探测种类多,可测数百种VOC气体
2.响应时间极快
3.测量范围较宽
4.探测下限低,最低可检测10ppb
5.不会中毒
缺点:
1.测量总VOC,无法识别特定气体
2.传感器寿命较短,一般用1-2年即需要更换
3.价格高