Široko korišteni senzori u instrumentima za detekciju plina
Najvažniji dio detektora plina je senzor plina, koji se razlikuje ovisno o različitim principima detekcije plina. Uobičajeni plinski senzori uključuju PID fotoionizacijske senzore, infracrvene senzore, elektrokemijske senzore, katalitičke senzore izgaranja i poluvodičke senzore. U nastavku će vam Honieger Technology pružiti detaljan uvod u principe rada, prednosti i nedostatke svakog senzora.
1, Infracrveno načelo detektora plina
Načelo: nedisperzivni infracrveni (NDIR) senzor koristi Beer Lambertov infracrveni apsorpcijski zakon, koji kaže da različiti plinovi apsorbiraju svjetlost određenih valnih duljina, a intenzitet apsorpcije proporcionalan je koncentraciji plina kako bi se postigla detekcija. To je primjena filtra za dijeljenje infracrvenog svjetla u tražene spektralne linije u vrlo malom pojasu, a detektirani plin apsorbira te spektralne linije u ovom vrlo malom pojasu.
Prednosti: visoka pouzdanost, dobra selektivnost, visoka točnost, nema toksičnosti, manje utjecaja na okoliš, dug životni vijek i ne ovisi o kisiku.
Nedostaci: na njega jako utječe vlaga i ima ograničenu detekciju vrsta plinova. Trenutno se uglavnom koristi za plinove kao što su metan, ugljikov dioksid, ugljikov monoksid, sumporov heksafluorid, sumporov dioksid i ugljikovodike.
2, Poluvodički princip plinskog detektora
Princip: Poluvodički plinski senzori proizvode se na temelju principa da se otpor nekih metalnih oksidnih poluvodičkih materijala mijenja sa sastavom okolnog plina na određenoj temperaturi. Na primjer, senzor za alkohol pripremljen je na temelju principa da otpor kositrenog dioksida naglo opada kada se susretne s alkoholnim plinom na visokim temperaturama.
Prednosti: Ima prednosti niske cijene, jednostavne proizvodnje, visoke osjetljivosti, brze reakcije, dugog životnog vijeka, niske osjetljivosti na vlagu i jednostavnog sklopa.
Nedostaci: Loša stabilnost, pod velikim utjecajem okoline, posebno selektivnost svakog senzora nije jedinstvena, a izlazni parametri se ne mogu odrediti. Stoga nije prikladan za mjesta koja zahtijevaju točna mjerenja i uglavnom se koristi u civilne svrhe.
3, Princip katalitičkog izgaranja detektora plina
Princip: Katalitički senzor izgaranja je sloj katalizatora otporan na visoke-temperature pripremljen na površini platinastog otpornika. Na određenoj temperaturi zapaljivi plinovi kataliziraju izgaranje na njegovoj površini, uzrokujući povećanje temperature platinskog otpornika i otpornost na promjenu. Vrijednost promjene je funkcija koncentracije zapaljivih plinova.
Prednosti: Katalitički senzori plinova izgaranja selektivno detektiraju zapaljive plinove: senzor ne reagira na ništa što se ne može spaliti. Brz odziv, dug životni vijek i manji utjecaj temperature, vlage i tlaka. Izlaz senzora izravno je povezan s opasnošću od eksplozije u okolišu i dominantan je tip senzora u području sigurnosne detekcije.
Nedostatak: nema selektivnosti unutar raspona zapaljivih plinova. Senzori su skloni trovanju, a većina organskih para ima toksični učinak na senzore.
Napomena: Izvedivost detekcije katalitičkog izgaranja je uvjetna i potrebno je osigurati da okolina detekcije sadrži dovoljno kisika. U okruženju bez kisika, ova metoda detekcije možda neće moći detektirati zapaljive plinove. Određeni spojevi koji sadrže olovo (osobito tetraetil olovo), spojevi sumpora, silikoni, spojevi fosfora, sumporovodik i halogenirani ugljikovodici mogu uzrokovati trovanje ili inhibiciju senzora.
4, PID princip detektora plina
Princip: PID se sastoji od glavnih dijelova izvora svjetlosti UV lampe i ionske komore. U ionskoj komori postoje pozitivne i negativne elektrode koje tvore električno polje. Plin koji se mjeri ionizira se pod zračenjem UV lampe, stvarajući pozitivne i negativne ione. Između elektroda se stvara struja koja se pojačava kako bi se proizveo signal
Prednosti: Visoka osjetljivost, nema problema s trovanjem.
Nedostaci: Neselektivan, jako podložan utjecaju vlage, kratak vijek trajanja UV lampi i visoka cijena.
