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作为气体监测系统核心部件传感器,类型可不止一种

发布时间: 2022-03-11      点击次数: 39

气体监测系统主要用于实时监测电缆隧道内的气体浓度,气体采集单元可以实时监测环境中的气体浓度,一旦检测到的浓度值超过设定值,就会报警。对探测器输出的4 ~ 20mA电流信号或Modbus信号或CAN信号进行采样处理,转换成相应检测点周围被测气体的浓度,并显示在工控机的彩色液晶屏上,以及系统的各种状态,如故障或报警,监控系统发出相应的声光报警信号,输出相应的联动控制信号。
  传感器是气体监测系统核心部件,一般分为四类:半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、热导池气体传感器和电化学气体传感器。
  1.金属氧化物半导体传感器
  金属氧化物半导体气体传感器通过在一定温度下吸附被测气体来改变半导体的电导率,其变化速率与气体成分和浓度有关。待测气体可以通过检测电阻的变化来检测。半导体气体传感器的主要特点是:灵敏度高、响应快、寿命长、成本低、湿度灵敏度低,但需要高温加热、气体选择性差、环境因素影响大、输出稳定性差、功耗高。广泛用于气体微渗漏的测量,如甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(城市煤气)、硫化氢、氨(包括胺类、肼类)等气体,但不适合气体含量的精确测量。
  2.电化学传感器
  电化学气体传感器是一种微型燃料电池元件。根据气体电化学氧化/还原反应原理,气体在工作电极上发生化学反应,化学试剂与电极之间产生电流。电流随着气体浓度的变化而变化,通过检测电流可以得到气体浓度的值。这类传感器包括原电池型、恒电位电解池型、浓缩池型、限流型等。电化学传感器的主要特点是灵敏度高、选择性好、长期稳定性好、响应时间慢,但使用寿命短。这种传感器可以检测许多有毒气体和氧气,如一氧化碳、硫化氢、氨和氧气。
  3.化学燃烧传感器
  该催化燃烧式气体传感器的特征在于,当气敏材料通电时,可燃气体在催化剂的作用下燃烧,气敏材料因燃烧而温度升高,从而电阻发生变化。一般在铂电阻表面制备耐高温催化剂层。在一定温度下,可燃气体在其表面催化燃烧,铂电阻温度升高,电阻发生变化。变化值是可燃气体浓度的函数。这类气体传感器的主要特点是精度高,响应快,使用寿命长,在可燃气体范围内选择性差,容易“传感器中毒”(有机蒸气会使传感器失效),有引爆气体的危险。4.红外传感器
  红外传感器是基于光谱吸收法,利用气体对特定波长中红外区,的吸收原理,检测特征吸收峰位置处的吸收强度,从而确定某种气体的浓度和类型。其特点是抗毒性好、灵敏度高、结构复杂、成本高。它与大多数碳氢化合物反应,如甲烷、乙炔、氨、二氧化碳等。可以有效区分气体类型,准确测定气体浓度。
  5.光电离气体传感器
  PID光电离传感器由紫外灯光源和离子室组成。离子室中的正负电极形成电场。在紫外灯的照射下,待测气体电离产生正负离子,电极之间形成电流,电流被放大输出信号。PID光电离气体传感器精度高、灵敏度好、响应快、无中毒问题、安全可靠,但成本高、维护定期。它主要用于测量挥发性有机化合物,如芳香烃、酮和醛。
  长期使用气体监测系统应注意各种传感器的寿命:
  一般来说,在便携式仪器中,光电离探测器的寿命为四年或更长;电化学特定气体传感器的寿命一般为一至两年;
  LEL传感器的寿命大约可以使用三年。
  氧传感器的寿命约为一年。
  电化学传感器的寿命取决于电解液的干燥度,因此如果长时间不使用,将其密封在较低温度的环境中可以延长其使用寿命。由于固定仪器的尺寸相对较大,传感器的寿命较长。

气体监测系统

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