Odečtěte typy plynových senzorů používaných v bezpečnostní oblasti
Plynové senzory se používají hlavně pro detekci konkrétního plynu, měří, zda se plyn nachází v blízkosti senzoru nebo obsah vzduchu v blízkosti senzoru. Proto jsou senzory plynu v bezpečnostních systémech obvykle velmi důležité. Tyto senzory mohou poskytovat informace o hořlavých, hořlavých a toxických plynech pro bezpečnostní systém, stejně jako o spotřebě kyslíku a podílu oxidu uhličitého v dané oblasti.
Mezi běžné senzory plynů patří elektrochemické senzory plynů, senzory katalytických spalin, polovodičové senzory plynů, infračervené senzory plynu atd. V důsledku různých principů a struktur mají různé typy senzorů různý výkon, způsoby použití, použitelné plyny a použitelné příležitosti. Dnes uvedu seznam běžných typů senzorů plynu pro každého, doufám, že budou užitečné.
Elektrochemický senzor plynu
Značná část hořlavých, toxických a škodlivých plynů, jako je sirovodík, oxid dusnatý, oxid dusičitý, oxid siřičitý, oxid uhelnatý atd., má elektrochemickou aktivitu a lze je elektrochemicky oxidovat nebo redukovat. Využitím těchto reakcí lze rozlišit složení plynu a detekovat koncentraci plynu. Na tomto principu jsou založeny elektrochemické senzory.
Elektrochemické senzory mají mnoho podkategorií:
Senzor plynu typu primární baterie
Tento typ senzoru je také známý jako plynový senzor typu Gavoniho článku nebo plynový senzor typu palivového článku nebo senzor plynu typu spontánního článku. Jejich princip je stejný jako u suchých baterií, které používáme denně, až na to, že uhlík-manganová elektroda baterie byla nahrazena elektrodou plynovou. Vezmeme-li jako příklad kyslíkový senzor, kyslíková katoda je redukována a elektronický ampérmetr proudí k anodě, kde se oxiduje olovo. Proto velikost proudu přímo souvisí s koncentrací kyslíku. Tento senzor dokáže efektivně detekovat plyny, jako je kyslík, oxid siřičitý, chlór atd.
Plynový senzor s konstantním potenciálem elektrolytického článku
Tento typ senzoru je velmi účinný při detekci redukčních plynů a jeho princip je odlišný od principu senzoru typu primární baterie. Elektrochemické reakce probíhají pod proudem, což z něj činí skutečný senzor Coulombovy analýzy. Tento senzor byl úspěšně použit při detekci plynů, jako je oxid uhelnatý, sirovodík, vodík, čpavek, hydrazin, a v současné době je hlavním senzorem pro detekci toxických a škodlivých plynů.
Poznámka: Coulombovou analýzou se rozumí metoda stanovení obsahu měřené látky na základě Faradayova zákona na základě množství elektřiny spotřebované během procesu elektrolýzy.
Senzor plynu typu koncentrační baterie
Tento typ senzoru má elektrochemickou aktivitu a plyn na obou stranách elektrochemické baterie spontánně vytvoří koncentrační rozdíl elektromotorické síly. Velikost elektromotorické síly souvisí s koncentrací plynu. Úspěšnými příklady tohoto typu senzorů jsou kyslíkové senzory pro automobily a detektory oxidu uhličitého typu s pevným elektrolytem.
Senzor plynu typu extrémního proudu
Jedná se o senzor pro měření koncentrace kyslíku a jeho pracovní princip je založen na účinku kyslíkové pumpy stabilního pevného elektrolytu oxidu zinečnatého. Omezující proud se získá řízením kyslíku dodávaného ke katodě prostřednictvím difúze plynu. Tento typ senzoru se v současnosti používá především pro řízení spalování v kotlích, detekci koncentrace kyslíku v roztavené oceli a detekci kyslíku v automobilech.
Polovodičový senzor plynu
Polovodičové senzory plynů využívají oxidační a redukční reakce plynu na povrchu polovodičů, což vede ke změnám odporu citlivých součástek:
Kyslík a další plyny se sklonem k adsorpci záporných iontů se nazývají oxidační plyny - plyny přijímající elektrony;
Plyny s pozitivní tendencí k adsorpci iontů, jako je vodík, oxidy uhlíku a alkoholy, se nazývají redukované plyny - plyny dodávané elektrony.
Při adsorbci oxidačních (redukčních) plynů na polovodiče typu N (P) se nosiče náboje polovodičů snižují (rostou) a měrný odpor se zvyšuje (snižuje); Při adsorpci na polovodiče typu P (N) se nosiče náboje polovodičů zvyšují (klesají) a měrný odpor klesá (roste). (Je vidět, že oxidační a redukční polovodiče jsou zcela opačné.) Proto tyto vlastnosti dokážou efektivně detekovat odpovídající plyn.
Polovodičové plynové senzory lze efektivně použít pro detekci mnoha plynů, jako je metan, etan, propan, butan, alkohol, formaldehyd, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, etylen, acetylen, vinylchlorid, styren, kyselina akrylová atd. snímač je levný a může splnit průmyslové i civilní potřeby.
Nevýhody: Špatná stabilita, významný dopad na životní prostředí a nevhodné pro použití v místech s požadavky na přesné měření.
