Forklar deteksjonsprinsippet til gassdetektor i detalj.
Gassdetektoren er et instrument spesialdesignet for å oppdage sikker konsentrasjon av gass. Dens arbeidsprinsipp er hovedsakelig å konvertere de fysiske eller kjemiske ikke-elektriske signalene som samles inn av gasssensoren til elektriske signaler, og deretter korrigere og filtrere de ovennevnte elektriske signalene gjennom eksterne kretser, og kontrollere de tilsvarende modulene gjennom disse behandlede signalene for å realisere gassdeteksjon . Kjernen i gassdetektoren er imidlertid de innebygde sensorkomponentene. I henhold til de forskjellige gassene som oppdages, er deteksjonsteknologiprinsippene forskjellige, og prinsippene er hovedsakelig delt inn i følgende seks kategorier:
1) katalytisk forbrenningsprinsipp:
Den katalytiske forbrenningssensoren bruker termisk effektprinsippet for katalytisk forbrenning for å danne en målebro. Under visse temperaturforhold brenner brennbar gass flammeløst på overflaten av bæreren til deteksjonselementet og under påvirkning av katalysatoren, og temperaturen på bæreren øker, og motstanden til platinatråden som passerer gjennom den øker også tilsvarende, så at balansebroen mister balansen og sender ut et elektrisk signal proporsjonalt med konsentrasjonen av brennbar gass. Ved å måle motstandsendringen til platinatråden kan konsentrasjonen av brennbar gass bli kjent.
Den brukes hovedsakelig til påvisning av brennbar gass, med god linearitet av utgangssignal, pålitelig indeks, rimelig pris og ingen kryssinfeksjon med andre ikke-brennbare gasser.
2) infrarødt prinsipp:
Den infrarøde sensoren passerer kontinuerlig gassen som skal måles gjennom en beholder med en viss lengde og volum, og sender ut en stråle med infrarødt lys fra siden av en av de to lysgjennomtrengelige endeflatene til beholderen. Når bølgelengden til den infrarøde sensoren faller sammen med absorpsjonslinjen til gassen som skal måles, absorberes den infrarøde energien, og lysintensitetsdempningen av infrarødt lys etter å ha passert gjennom gassen som skal måles, tilfredsstiller Lambert-Beer-loven. Jo større gasskonsentrasjon, jo større dempning av lys. På dette tidspunktet er absorpsjonen av infrarøde stråler direkte proporsjonal med konsentrasjonen av lysabsorberende stoffer, så gasskonsentrasjonen kan måles ved å måle dempningen av infrarøde stråler med gass.
Den infrarøde gasssensoren har egenskapene til lang levetid (3-5 år), høy følsomhet, god stabilitet, ingen toksisitet, mindre interferens fra miljøet og ingen avhengighet av oksygen osv. Den infrarøde gasssensoren har høy overvåkingsfølsomhet , og kan nøyaktig skille selv mikro-PPB eller lavkonsentrasjon PPM-gass. Måleområdet er bredt, generelt kan 100% VOL gass med høy konsentrasjon analyseres, og 1ppb nivå lavkonsentrasjonsanalyse kan også utføres.
3) Elektrokjemisk prinsipp:
Elektrokjemisk sensor består vanligvis av tre deler: elektrode, elektrolytt og halvlederelektrode er kjernedelene til sensoren, som er laget av metall eller halvledermaterialer og kan reagere kjemisk med gassmolekyler. Elektrolytt er en ledende væske, som kan koble elektroder med halvledere for å danne en komplett krets. Halvleder er et spesielt materiale som kan konvertere strømsignalet mellom elektrode og elektrolytt til digitalt signal, og dermed realisere deteksjonen av gasskonsentrasjon.
Arbeidsprinsippet for elektrokjemisk gasssensor er basert på redoksreaksjon. Når gassmolekyler kommer i kontakt med elektrodeoverflaten, vil de gjennomgå en redoksreaksjon og generere strømsignaler. Dette strømsignalet kan overføres til halvlederen gjennom elektrolytten og deretter konverteres til et digitalt signal. Det digitale signalet er proporsjonalt med gasskonsentrasjonen, så gasskonsentrasjonen kan bestemmes ved å måle det digitale signalet.
Brukes hovedsakelig for påvisning av giftige gasser, med høy følsomhet, rask respons, god pålitelighet og lang levetid. Den kan oppdage en rekke gasser, for eksempel karbonmonoksid, karbondioksid, oksygen, nitrogen og så videre. Det er mye brukt i industri, medisinsk behandling, miljøvern og andre felt.
4) PID fotoioniseringsprinsipp:
Prinsippet for PID er at organisk gass vil ionisere under eksitasjon av ultrafiolett lyskilde. PID bruker en UV-lampe, og det organiske materialet ioniseres under eksitasjonen av UV-lampen, og de ioniserte "fragmentene" har positive og negative ladninger, og genererer dermed en strøm mellom de to elektrodene. Detektoren forsterker strømmen, og konsentrasjonen av VOC-gass kan vises gjennom instrumenter og utstyr.
Den brukes hovedsakelig i overvåking av oljeraffineringsindustrien, nødbehandling av lekkasje av farlige kjemikalier, definisjon av lekkasjefareområde, sikkerhetsovervåking av oljetanker og bensinstasjoner, og overvåking av utslipp av organisk materiale og renseeffektivitet.
5) Termisk konduktivitetsprinsipp:
Konsentrasjonen av den målte gassen analyseres hovedsakelig ved å måle endringen i varmeledningsevnen til den blandede gassen. Vanligvis konverteres forskjellen i termisk ledningsevne til termisk ledningsevne gasssensor til endring av motstand gjennom kretsen. Den tradisjonelle deteksjonsmetoden er å sende gassen som skal måles inn i et gasskammer, og midten av gasskammeret er en termistor, for eksempel en termistor, platinatråd eller wolframtråd, som varmes opp til en viss temperatur for å konvertere endringen av varmeledningsevnen til den blandede gassen inn i motstandsendringen til termistoren, og motstandsendringen kan enkelt og nøyaktig måles.
6) halvlederprinsipp:
Halvledergasssensoren er laget ved å bruke oksidasjons-reduksjonsreaksjonen av gass på halvlederoverflaten for å endre motstandsverdien til det følsomme elementet. Når halvlederanordningen varmes opp til en stabil tilstand, når gassen kommer i kontakt med overflaten av halvlederen og adsorberes, diffunderer de adsorberte molekylene først fritt på overflaten av objektet, mister bevegelsesenergien, noen molekyler fordampes, og de andre gjenværende molekyler spaltes termisk og adsorberes på overflaten av objektet. Når arbeidsfunksjonen til halvlederen er mindre enn affiniteten til de adsorberte molekylene, vil de adsorberte molekylene ta bort elektroner fra enheten og bli negativ ioneadsorpsjon, og overflaten til halvlederen presenterer et ladningslag.
