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        技術(shù)文章
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        常見氣體探測器的選型

        (一)催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀的選用

        催化燃燒式可燃氣檢測報警儀原則上可檢測各種可燃氣體,例如:石油化工等行業(yè)的烯烴、烷烴類等多種有機可燃氣(蒸氣),選擇催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀,對這些可燃氣體(蒸氣)都有理想的響應,而且可檢測多種可燃氣的混合氣的爆炸危險程度。不僅檢測可靠,而且儀器價格便宜。例如:原油、油品、石油氣、天然氣及其他化工產(chǎn)品如醛類、醇類和丙酮等多種可燃氣體,催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀是優(yōu)選的測爆儀。

        對于芳烴(如苯),脂環(huán)族(如環(huán)乙烷)和鹵代烯烴(如氯乙烯)等可燃氣體(蒸氣),也可選用催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀來檢測。但事先要告知儀器生產(chǎn)廠家,用被檢測氣體標定儀器,確認其適用性和可靠性。要注意,不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的同類儀器是有差異的,由于催化劑配方和傳感元件生產(chǎn)工藝不同,會影響檢測性能。

        氫氣和少數(shù)無機可燃氣體(例如一氧化碳測爆時),也可選用催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀,訂貨時也需事先聲明,進行相應的標定。

        具有對催化劑有嚴重毒害作用的物質(zhì)(如前述)場所,不宜選擇催化燃燒式測爆儀。另外,像乙炔、氯乙烯等可燃氣體,在檢測過程的催化反應中,產(chǎn)生不利于傳感元件的物質(zhì),對這些物質(zhì)要選擇特殊的催化元件。

        這類傳感器的應用面廣、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好,缺點是選擇性差。

        (二) 紅外式可燃氣體檢測報警儀的選用

        可燃氣(蒸氣)危險性大,對檢測報警要求高的場合,建議選擇紅外式可燃氣體檢測報警儀,這類儀器可檢測各種可燃氣體(蒸氣),而且可靠性強,免于維護、壽命長。當然,儀器的價格比較貴。

        有的可燃氣檢測場所,含有硫化物,鹵素化合物或鉛等,對催化劑有中毒作用,不能選用催化燃燒式可燃氣體檢測報警儀的場合,可選用紅外式可燃氣體檢測報警儀。

        有的可燃氣體使用催化燃燒式傳感器靈敏度太低而不能檢測時,也可以選擇紅外式燃氣體檢測報警儀。

        優(yōu)點

        紅外氣體傳感器及儀器應用廣泛,適用于監(jiān)測近乎各種易氣體。具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長等顯著優(yōu)點。并在未來逐步成為市場主流。

        缺點

        由于正在處于起步階段,技術(shù)壁壘高,市場占有率低,規(guī)?;a(chǎn)程度低,造成成本高,基本在上千元左右。

        (三)半導體式可燃氣體檢測報警儀的選用

        半導體式儀器易受環(huán)境因素(溫度、濕度等)的影響,穩(wěn)定性差,精度低。在環(huán)境因素變化不大,對檢測要求不高的場合,可選用半導體式可燃氣體檢測報警儀,價格便宜。在使用時,要增加對儀器標定的頻率,以保證檢測報警的可靠性。當前,家庭廚房多選用半導體式。

        a.專線性傳感器,是利用熱導率變化的半導體傳感器,又稱專線性半導體傳感器,是在Pt 絲線圈上涂敷SnO2層,Pt絲除起加熱作用外,還有檢測溫度變化的功能。施加電壓半導體變熱,表面吸氧,使自由電子濃度下降,可燃性氣體存在時,由于燃燒耗掉氧自由電子濃度增大,導熱率隨自由電子濃度增加而增大,散熱率相應增高,使Pt 絲溫度下降,阻值減小,P t絲阻值變化與氣體濃度為線性關(guān)系。

        這種傳感器體積小、穩(wěn)定、抗毒,可檢測低濃度氣體,在可燃氣體檢測中有重要作用。

        b.非電導型的FET場效應晶體管氣體傳感器,Pd —FET.場效應晶體管傳感器,利用Pd 吸收H z 并擴散達到半導體Si 和Pd的界面,減少Pd 的功函,這種對H2、CO敏感。非電導型FET場效應晶體管氣體傳感器體積小,便于集成化,多功能,是具有發(fā)展前途的氣體傳感器。

        (四)固體電解質(zhì)氣體傳感器

        這種傳感器元件為離子對固體電解質(zhì)隔膜傳導,稱為電化學池,分為陽離子傳導和陰離子傳導,是選擇性強的傳感器,研究較多達到實用化的是氧化鋯固體電解質(zhì)傳感器,其機理是利用隔膜兩側(cè)兩個電池之間的電位差等于濃差電池的電勢。穩(wěn)定的氧化鉻固體電解質(zhì)傳感器已成功地應用于鋼水中氧的測定和發(fā)動機空燃比成分測量等。

        為彌補固體電解質(zhì)導電的不足,近幾年來在固態(tài)電解質(zhì)上鍍一層氣敏膜,把圍周環(huán)境中存在的氣體分子數(shù)量和介質(zhì)中可移動的粒子數(shù)量聯(lián)系起來。

        (五)光學氣體傳感器

        a.直接吸收式氣體傳感器

        紅外線氣體傳感器是典型的吸收式光學氣體傳感器,是根據(jù)氣體分別具有各自固有的光譜吸收譜檢測氣體成分,非分散紅外吸收光譜對SO2、CO、CO2、NO等氣體具有較高的靈敏度。

        另外紫外吸收、非分散紫外線吸收、相關(guān)分光、二次導數(shù)、自調(diào)制光吸收法對NO、NO2、SO2、烴類( CH4) 等氣體具有較高的靈敏度。

        b.光反應氣體傳感器

        光反應氣體傳感器是利用氣體反應產(chǎn)生色變引起光強度吸收等光學特性改變,傳感元件是理想的,但是氣體光感變化受到限制,傳感器的自由度小。

        c.氣體光學特性的新傳感器

        光導纖維溫度傳感器為這種類型,在光纖頂端涂敷觸媒與氣體反應、發(fā)熱。溫度改變,導致光纖溫度改變。利用光纖測溫已達到實用化程度,檢測氣體也是成功的。

        此外,利用其它物理量變化測量氣體成分的傳感器在不斷開發(fā),如聲表面波傳感器檢測SO2、NO2、H2S、NH3、H2 等氣體也有較高的靈敏度。

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