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新型气体检测的分类及优势原理

本站 2019-01-05 16:37:42

新型气体检测的分类及优势原理

分类

半导体式

这是基于某些金属氧化物半导体材料的导电性在一定温度下随环境气体成分的变化而变化的原理。例如,酒精传感器是基于二氧化锡在高温下与酒精气体接触时电阻会急剧下降的原理。

优点

半导体气体传感器可用于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等多种气体的检测。特别是该传感器成本低,适用于民用燃气检测。以下半导体气体传感器取得了成功:甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(城市气体)、硫化氢、氨(包括胺、肼)。高质量的传感器能够满足工业检测的需要。

缺点

特别是每个传感器的选择性都不是唯一的,输出参数无法确定。因此,它不适合在需要精确测量的地方使用。

燃烧式

这种传感器是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,燃烧是由铂电阻的升高和电阻的变化引起的。可变值是可燃气体浓度的函数。

优点

催化燃烧气体传感器有选择地检测可燃气体:传感器对任何不能燃烧的东西都没有反应。催化燃烧气体传感器具有测量准确、响应快、使用寿命长等优点。传感器的输出直接关系到环境的爆炸危险,是安全检测领域的主导传感器。

缺点

在可燃气体的范围内,没有选择性。与黑暗的火一起工作有点燃和爆炸的危险。大多数元素有机蒸气对传感器是有毒的。

热导池式

每种气体都有其独特的导热系数。当两种或两种以上气体的导热系数相差很大时,可以用热导元件来区分某一组分的含量。该传感器已用于氢、二氧化碳、高浓度甲烷的检测。

该气体传感器应用范围窄,限制因素多。

分类

按使用方式可分为台式气体检测仪和手持式气体检测仪。

单个气体探测器和各种气体探测器可以根据可探测气体的数量进行分类。

根据气体传感器的工作原理,可分为红外气体探测器、热磁气体探测器、电化学气体探测器、半导体气体探测器、紫外气体探测器等。

原理

以普通红外气体探测器为例,阐述了气体探测器的工作原理。

通过测量吸收光谱可以区分气体的类型,通过测量吸收强度可以确定气体的浓度。红外探测器具有广泛的应用前景。它不仅可以分析气体组分,还可以分析溶液组分。它具有灵敏度高、响应速度快、连续在线显示等特点,还可以构成一个调节系统。工业上常用的红外气体探测器的检测部分由两个结构相同的光学系统并联组成。

一个是测量室,另一个是参考室。两个暗室同时或交替地打开或关闭光路,在一定时期内通过切割板。当测量气体被引入测量室时,被测气体的特定波长的光被吸收,从而减少通过测量室的光路并进入红外接收室的光通量。气体浓度越高,进入红外接收室的流量越少,通过参比室的流量是一定的,进入红外接收室的流量也是一定的。因此,气体浓度越高,测量室与基准电池之间的光通量差就越大。在一定的周期振动幅度下,光通量的差异被投射到红外接收室。接收室被几微米厚的金属膜分成两半。测量到的组分气体浓度相对较高。在吸收波长范围内,所有的红外线都可以被吸收,从而使脉动光通量变为温度的周期性变化。然后根据气态方程将温度变化转化为压力变化,再用电容传感器进行检测,放大后可表示气体浓度。除了电容传感器外,还可以使用具有直接红外探测功能的量子红外传感器,并将红外干涉滤波器用作波长选择和可调谐激光器作为光源。研制了一种新型全固体红外气体探测器.该仪器只需一个光源、一个测量室和一个红外传感器即可测量气体浓度。此外,利用具有不同波长的多个滤光片,可以同时测定多组分气体中各种气体的浓度。

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