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氣體檢測儀新聞
為什么氣體檢測儀能檢測多種可燃?xì)怏w?主要是因?yàn)闅怏w檢測儀使用的氣體傳感器,其中的物質(zhì)是多種的,可以與多種易燃易爆的可燃性氣體進(jìn)行反應(yīng),即使氣體檢測儀以檢測甲烷來標(biāo)定,仍然會(huì)與其它可燃性氣體產(chǎn)生反應(yīng),但區(qū)別是沒有甲烷檢測的準(zhǔn)確度高。
需要注意的是氣體檢測儀檢測可燃性氣體,是檢測場所中一種主要的氣體為主進(jìn)行標(biāo)定的。
通常情況下,沒有特別明確要檢測哪種具體的可燃性氣體,就以檢測甲烷為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定,這時(shí)候檢測場所中存在的甲烷氣體是特別準(zhǔn)確的。
因此,對于場所中存在多種氣體,需要選定檢測哪一種或幾種氣體為主,進(jìn)行配置傳感器和進(jìn)行標(biāo)定。
一、氣體檢測儀的催化燃燒傳感器
催化燃燒式傳感器屬于高溫傳感器,催化元件的檢測元件是在鉑絲線圈(φ0.025~φ0.05)上包以氧化鋁和粘合劑形成球狀,經(jīng)燒結(jié)而成,其外表面敷有鉑、鈀等稀有金屬的催化層。
對鉑絲通以電流,使檢測元件保持高溫(300~400℃),此時(shí)若與可燃?xì)怏w接觸,如甲烷氣體,甲烷就會(huì)在催化劑層上燃燒,燃燒的實(shí)質(zhì)是元件表面吸附的甲烷與吸附的氧離子之間的反應(yīng),反應(yīng)完成后生成CO2和H2O解析,而氣相中的氧由被元件吸附并解離,重新補(bǔ)充元件表面上的氧離子。
利用元件測量甲烷式基于在其表面測量甲烷燃燒反應(yīng)放出的熱量的原理,即燃燒使鉑絲線圈的溫度升高,線圈的電阻值就上升。測量鉑絲電阻值變化的大小就可以知道可燃?xì)怏w的濃度。
二、氣體檢測儀檢測多種可燃?xì)怏w
1、什么是可燃?xì)怏w?
可燃?xì)怏w是指能夠引燃且在常溫常壓下呈氣體狀態(tài)的物質(zhì),能夠與空氣(或氧氣)在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合形成預(yù)混氣,遇到火源會(huì)發(fā)生爆炸,燃燒過程中釋放出大量能量的氣體。
可燃?xì)怏w種類有很多,如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、天然氣、液化石油氣、城市煤氣、高爐煤氣等。
2、氣體檢測儀檢測可燃?xì)怏w
當(dāng)檢測的可燃?xì)怏w在空氣中的濃度超過設(shè)定值,可燃?xì)怏w傳感器便會(huì)被觸發(fā)產(chǎn)生報(bào)警??扇?xì)怏w傳感器主要有氧化物半導(dǎo)體型、催化燃燒型、電化學(xué)式型以及紅外型。
3、半導(dǎo)體可燃?xì)怏w傳感器原理
在敏感材料內(nèi)部,自由電子必須穿過金屬氧化物半導(dǎo)體微晶粒的結(jié)合部位(晶界)才能形成電流。
由氧吸附產(chǎn)生的勢壘同樣存在于晶界而阻礙電子的自由流動(dòng),傳感器的電阻即緣于這種勢壘。
在工作條件下當(dāng)傳感器遇到還原性氣體時(shí),氧負(fù)離子因與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致其表面濃度降低,勢壘隨之降低(見圖2),導(dǎo)致傳感器的阻值減小。
4、催化燃燒型可燃?xì)怏w傳感器
催化燃燒式氣體傳感器由對可燃?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng)的檢測元件(D)和不與可燃?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng)的補(bǔ)償元件(C) 2個(gè)部分構(gòu)成。
如果存在可燃?xì)怏w的話,只有檢測元件表面可以燃燒,因此檢測元件溫度上升使檢測元件的電阻增加。相反,因?yàn)檠a(bǔ)償元件不燃燒,其電阻不發(fā)生變化。
這些元件組成惠斯通電橋回路,不存在可燃?xì)怏w的氛圍中,可以調(diào)整可變電阻(VR)讓電橋回路處于平衡狀態(tài)。
然后,當(dāng)氣體傳感器暴露于可燃?xì)怏w中時(shí),只有檢測元件的電阻上升,因此電橋回路的平衡被打破,這個(gè)變化表現(xiàn)為不均衡電壓(Vout)而可以被檢測出來。
三、氣體檢測儀傳感器干擾情況
電化學(xué)傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個(gè)薄電解層隔開。
1、氣體檢測儀傳感器干擾
主要是電化學(xué)傳感器會(huì)出現(xiàn)干擾情況,交叉干擾是指傳感器不僅會(huì)對目標(biāo)測量氣體做出響應(yīng),而且還會(huì)對其他影響氣體也做出響應(yīng)。
比如說檢測一氧化碳的電化學(xué)傳感器,不僅與空氣中的一氧化碳?xì)怏w反應(yīng),還會(huì)與空氣中的氫氣反應(yīng)。
如果環(huán)境中存在干擾的氣體,那么氣體檢測儀就會(huì)對這兩種氣體都產(chǎn)生反應(yīng),此時(shí)就很難精準(zhǔn)檢測出需要知道的具體氣體濃度數(shù)值了,因?yàn)椴磺宄悄姆N氣體產(chǎn)生的反應(yīng)。
2、氣體檢測儀傳感器干擾解決
針對氣體檢測儀傳感器干擾情況的解決方案,首先是選擇抗干擾性能強(qiáng)的氣體傳感器,當(dāng)然費(fèi)用也會(huì)隨著上漲。
其次是讓氣體檢測儀供應(yīng)商查看市場上有沒有研發(fā)出技術(shù)更好的針對單一氣體檢測的傳感器,比如市面上廣泛存在檢測氫氣的電化學(xué)傳感器都會(huì)與環(huán)境中的一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng),這時(shí)候?qū)τ诟蓴_情況是沒辦法簡單有效處理的。
而通過關(guān)注氣體傳感器研發(fā)制造商的技術(shù)成果,出現(xiàn)了一種檢測抗干擾能力超強(qiáng)的氫氣傳感器,基本上解決了干擾問題,但是費(fèi)用相對比較昂貴。
因此,首先要滿足檢測需求,能解決對場所環(huán)境中的待測氣體就夠了,比如能迅速檢測出來,同事顯示數(shù)值,達(dá)到報(bào)警下限就及時(shí)報(bào)警提示或智能啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備排風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)、切斷閥,及時(shí)處理掉泄露氣體情況。
對于氣體檢測儀可以檢測多種可燃性氣體,主要是其工作原理造成的,能夠跟多種可燃?xì)怏w都進(jìn)行反應(yīng),但是以標(biāo)定的氣體檢測準(zhǔn)確度是ok的,其他氣體會(huì)檢測的數(shù)值不夠精準(zhǔn)。
因此,在選擇時(shí),需要明確場所中存在哪些氣體,需要重點(diǎn)檢測哪一種或數(shù)種氣體,然后針對性配置檢測該氣體的檢測儀,就能確保精準(zhǔn)有效的檢測濃度,報(bào)警并處理,防止事故發(fā)生。
氣體安全監(jiān)控專家
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