Vysvětlete podrobně princip detekce detektoru plynu.
Detektor plynu je přístroj speciálně navržený pro detekci bezpečné koncentrace plynu. Jeho pracovním principem je hlavně převádět fyzikální nebo chemické neelektrické signály shromážděné plynovým senzorem na elektrické signály a poté usměrňovat a filtrovat výše uvedené elektrické signály prostřednictvím externích obvodů a ovládat odpovídající moduly prostřednictvím těchto zpracovaných signálů pro realizaci detekce plynu. . Jádrem detektoru plynu jsou však vestavěné senzorové komponenty. Podle různých detekovaných plynů se principy technologie detekce liší a principy se dělí hlavně do následujících šesti kategorií:
1) Princip katalytického spalování:
Senzor katalytického spalování využívá principu tepelného efektu katalytického spalování k vytvoření měřícího můstku. Za určitých teplotních podmínek hoří hořlavý plyn na povrchu nosiče detekčního prvku a působením katalyzátoru bez plamene a teplota nosiče se zvyšuje a odpovídajícím způsobem se zvyšuje i odpor platinového drátu, který jím prochází, takže že balanční můstek ztrácí rovnováhu a vydává elektrický signál úměrný koncentraci hořlavého plynu. Měřením změny odporu platinového drátu lze zjistit koncentraci hořlavého plynu.
Používá se především pro detekci hořlavých plynů, s dobrou linearitou výstupního signálu, spolehlivým indexem, dostupnou cenou a bez křížové infekce s jinými nehořlavými plyny.
2) infračervený princip:
Infračervený senzor nepřetržitě prochází měřený plyn nádobou o určité délce a objemu a vysílá paprsek infračerveného světla ze strany jedné ze dvou světlopropustných koncových ploch nádoby. Když se vlnová délka infračerveného senzoru shoduje s absorpční čarou měřeného plynu, infračervená energie je absorbována a útlum intenzity infračerveného světla po průchodu měřeným plynem splňuje Lambert-Beerův zákon. Čím větší je koncentrace plynu, tím větší je útlum světla. V této době je absorpce infračervených paprsků přímo úměrná koncentraci látek pohlcujících světlo, takže koncentraci plynu lze měřit měřením útlumu infračervených paprsků plynem.
Infračervený senzor plynu se vyznačuje dlouhou životností (3-5 let), vysokou citlivostí, dobrou stabilitou, žádnou toxicitou, menším rušením z okolí a žádnou závislostí na kyslíku atd. Infračervený senzor plynu má vysokou citlivost monitorování a dokáže přesně rozlišit i mikro-PPB nebo plyn PPM s nízkou koncentrací. Rozsah měření je široký, obecně lze analyzovat 100% VOL plyn s vysokou koncentrací a lze také provést analýzu nízké koncentrace na úrovni 1 ppb.
3) Elektrochemický princip:
Elektrochemický senzor se obvykle skládá ze tří částí: elektroda, elektrolyt a polovodičová elektroda jsou jádrové části senzoru, které jsou vyrobeny z kovových nebo polovodičových materiálů a mohou chemicky reagovat s molekulami plynu. Elektrolyt je vodivá kapalina, která dokáže spojit elektrody s polovodiči a vytvořit tak kompletní obvod. Polovodič je speciální materiál, který dokáže převést proudový signál mezi elektrodou a elektrolytem na digitální signál, a tím realizovat detekci koncentrace plynu.
Princip činnosti elektrochemického senzoru plynů je založen na redoxní reakci. Když se molekuly plynu dostanou do kontaktu s povrchem elektrody, podstoupí redoxní reakci a generují proudové signály. Tento proudový signál může být přenesen do polovodiče přes elektrolyt a poté převeden na digitální signál. Digitální signál je úměrný koncentraci plynu, takže koncentraci plynu lze určit měřením digitálního signálu.
Používá se hlavně pro detekci toxických plynů, s vysokou citlivostí, rychlou odezvou, dobrou spolehlivostí a dlouhou životností. Dokáže detekovat různé plyny, jako je oxid uhelnatý, oxid uhličitý, kyslík, dusík a tak dále. Je široce používán v průmyslu, lékařské péči, ochraně životního prostředí a dalších oblastech.
4) Princip fotoionizace PID:
Princip PID spočívá v tom, že organický plyn bude ionizovat při excitaci zdroje ultrafialového světla. PID používá UV lampu a organická hmota je ionizována pod excitací UV lampy a ionizované "fragmenty" mají kladný a záporný náboj, a tak generují proud mezi dvěma elektrodami. Detektor zesiluje proud a pomocí přístrojů a zařízení lze zobrazit koncentraci plynu VOC.
Používá se hlavně při monitorování ropného rafinérského průmyslu, nouzovém ošetření úniku nebezpečných chemikálií, definování nebezpečné oblasti úniku, monitorování bezpečnosti ropných nádrží a čerpacích stanic a monitorování emisí organických látek a účinnosti čištění.
5) Princip tepelné vodivosti:
Koncentrace měřeného plynu se analyzuje především měřením změny tepelné vodivosti směsného plynu. Obvykle se rozdíl tepelné vodivosti snímače plynu převádí na změnu odporu obvodem. Tradiční detekční metodou je poslat měřený plyn do plynové komory a středem plynové komory je termistor, jako je termistor, platinový drát nebo wolframový drát, který se zahřeje na určitou teplotu, aby se změna převedla. tepelné vodivosti směsného plynu na změnu odporu termistoru a změnu odporu lze snadno a přesně měřit.
6) princip polovodiče:
Polovodičový senzor plynu je vyroben pomocí oxidačně-redukční reakce plynu na povrchu polovodiče ke změně hodnoty odporu citlivého prvku. Při zahřátí polovodičové součástky do stabilního stavu, kdy se plyn dostane do kontaktu s povrchem polovodiče a adsorbuje se, adsorbované molekuly nejprve volně difundují po povrchu předmětu, ztrácejí svou pohybovou energii, některé molekuly se odpařují a druhé zbývající molekuly se tepelně rozloží a adsorbují na povrchu předmětu. Když je pracovní funkce polovodiče menší než afinita adsorbovaných molekul, adsorbované molekuly odeberou elektrony ze zařízení a stanou se adsorpcí záporných iontů a povrch polovodiče představuje nábojovou vrstvu.
