typické senzory nalezené v detektorech plynu
Jádrem detektoru plynu je senzor plynu, který se liší podle různých principů detekce plynu. Mezi běžné plynové senzory patří: PID fotoiontový senzor, infračervený senzor, elektrochemický senzor, senzor katalytického spalování a polovodičový senzor. Následující technologie Honey Iger vám podrobně představí princip fungování a výhody a nevýhody každého senzoru.
1. Infračervený princip detektoru plynu
Princip: Nespektrální infračervený princip NDIR senzoru je založen na Beer-Lambertově zákonu infračervené absorpce, to znamená, že různé plyny absorbují světlo specifické vlnové délky a intenzita absorpce je úměrná koncentraci plynu pro dosažení detekce. Používá filtr k rozdělení infračerveného světla do malého pásma požadovaných spektrálních čar a plyn, který má být detekován, absorbuje spektrální čáry tohoto malého pásma.
Výhody: vysoká spolehlivost, dobrá selektivita, vysoká přesnost, žádná toxicita, menší interference z okolí, dlouhá životnost a žádná závislost na kyslíku.
Nevýhody: Je velmi ovlivněn vlhkostí a typy detekčních plynů jsou omezené. V současnosti se používá především v metanu, oxidu uhličitém, oxidu uhelnatém, fluoridu sírovém, oxidu siřičitého, uhlovodících a dalších plynech.
2. Polovodičový princip detektoru plynu
Princip: Polovodičový senzor plynu je vyroben s použitím některých polovodičových materiálů na bázi oxidů kovů a při určité teplotě se odpor mění se složením okolního plynu. Například alkoholový senzor je založen na principu, že když oxid cíničitý narazí na alkoholový plyn při vysoké teplotě, odpor prudce klesne.
Výhody: Má výhody nízké ceny, jednoduché výroby, vysoké citlivosti, rychlé odezvy, dlouhé životnosti, nízké citlivosti na vlhkost a jednoduchého obvodu.
Nevýhody: špatná stabilita, velký vliv na prostředí, zejména selektivita každého senzoru není jedinečná a nelze určit výstupní parametry. Není proto vhodné jej používat v místech, kde je vyžadováno přesné měření a používá se především pro civilní účely.
3. Princip katalytického spalování detektoru plynů
Princip: Senzor katalytického spalování má připravit vrstvu katalyzátoru odolnou vysokým teplotám na povrchu platinového rezistoru. Při určité teplotě se hořlavý plyn katalyticky spálí na povrchu. Spalování způsobuje zvýšení teploty platinového rezistoru a změnu odporu. Hodnota změny je funkcí koncentrace hořlavého plynu.
Výhody: Senzor katalytických spalin selektivně detekuje hořlavé plyny: senzor nereaguje na nic, co nelze spálit. Rychlá odezva, dlouhá životnost, méně ovlivněna teplotou, vlhkostí a tlakem. Výstup senzoru přímo souvisí s nebezpečím výbuchu prostředí a jedná se o dominantní typ senzoru v oblasti bezpečnostní detekce.
Nevýhody: V oblasti hořlavých plynů není selektivita. Senzor se snadno otráví a většina elementárních organických par má na senzor otravný účinek.
Poznámka: Realizace detekce katalytického spalování je podmíněna. Je třeba zajistit, aby detekční prostředí obsahovalo dostatek kyslíku. V prostředí bez kyslíku nemusí být tato metoda detekce schopna detekovat žádné hořlavé plyny. Některé sloučeniny obsahující olovo (zejména tetraethyl olovo), sloučeniny síry, křemík, sloučeniny fosforu, sirovodík a halogenované uhlovodíky mohou otrávit nebo inhibovat senzor.
4. Princip PID detektoru plynu
Princip: PID se skládá ze zdroje ultrafialového světla a iontové komory a dalších hlavních částí. V iontové komoře jsou kladné a záporné elektrody, které vytvářejí elektrické pole. Plyn, který má být měřen, je ionizován ozářením ultrafialovou lampou za vzniku kladných a záporných iontů a mezi elektrodami se vytváří proud. Zesílit výstupní signál
Výhody: vysoká citlivost, žádný problém s otravou.
Nevýhody: neselektivní, silně ovlivněné vlhkostí, krátká životnost UV lampy, drahé.
5. Elektrochemický princip detektoru plynů
Princip: Funguje tak, že elektrolyt uvnitř senzoru reaguje s cílovým plynem a generuje elektrický signál úměrný koncentraci plynu.
Výhody: široký rozsah provozních teplot, více rozsahů měření, vysoká citlivost, lineární výstup, dobrá selektivita
Nevýhody: krátká životnost, omezená doba skladování, krátká životnost v extrémně suchém prostředí nebo prostředí s vysokou koncentrací plynu, nespecifické, náchylné k rušení, vlhkost ovlivňuje přesnost.
POZNÁMKA: Většina senzorů toxických plynů vyžaduje ke správné funkci malé množství kyslíku. K tomuto účelu je na zadní straně snímače odvětrávací otvor. Vysoká vlhkost a velké sucho ovlivní životnost senzoru. Okamžité změny tlaku mohou způsobit přechodný výstup senzoru a mohou také dosáhnout stavu falešného poplachu.
