气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的转换装置!一般认为,气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的,也就是说,凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不管它是用物理方法,还是用化学方法。
常见的气体传感器包括电化学气体传感器,催化燃烧气体传感器,半导体气体传感器,红外气体传感器等。不同类型的传感器由于原理和结构不同,性能、使用方法、适用气体、适用场合也不尽相同。而通过使用气体传感器来监测工业、生活环境中的污染状况,是一种非常普遍的监测方式。
在一些电力企业和制造业当中,气体传感器也被常用来与定量检测烟气中各种成分的浓度来判断有害的气体排放量和燃烧情况等。因此,气体传感器目前广泛应用于煤矿、化工、农业、市政、医疗等需要防护的方面,并且经常用于探测易燃、可燃以及有毒气体,或者探测氧气消耗量等。虽然气体传感器的应用比较广泛,不过对于气体传感器的特点和种类,想必大家还不是特别清楚,下面就让我们一起来了解一下吧!
一、气体传感器的特点
(1)抗腐蚀性
气体传感器的抗腐蚀性指的是传感器内部,能够暴露的高体积分数目标气体中的能力,在遇到大量的有毒气体突然暴发时,传感器的监测探头就会受到有毒气体的腐蚀。就要求气体传感器在面对此类大量有毒气体时,在返回正常的工作条件是,传感器的使用误差要更可能的低。如果有大量气体泄漏,传感器探头可承受气体体积在20倍以内,在正常的工作环境下,传感器的漂移正校正值要尽可能小。
(2)灵敏度
气体传感器的灵敏度指的是传感器输出的变化量和被测量的变化量的比例。
二、气体传感器的分类
气体传感器可以根据不同的检测标准分为不同的种类。
1、根据气体传感器的检测原理,将气体传感器分为热学式传感器,电化学式传感器,磁学式气体传感器,光学式气体传感器和半导体气体传感器,气相色谱式传感器等等。
2、根据被检测气体的不同种类,分为可燃气体传感器和有毒气体传感器,有害气体传感器等等。
3、还可以根据气体传感器的安装使用方法,分为便携式传感器和固定式传感器。
4、根据监测气体的获得方式,可以将传感器分为扩散式传感器和吸入式传感器等。
三、气体传感器监测的种类
(1)有毒气体
包括甲烷、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等,这些气体会通过呼吸器官在人体内部对脏器造成危害,还会抑制人体内部组织或细胞的换氧能力,引起机体组织缺氧而发生窒息性中毒,因此也叫窒息性气体。
(2)腐蚀性气体
一般是消毒气体如氯气、臭氧气体、二氧化氯气体等发生泄露时,对人体的呼吸系统起腐蚀作用产生毒害。
(3)易燃易爆气体
与空气混合达到一定比例时,遇明火会引起燃烧甚至爆炸,而造成危害。如甲烷、氢气等。
四、市场上常见的气体传感器类型
现阶段,主要经常使用的传感器分为半导体式气体传感器和电化学式气体传感器。
1、半导体式气体传感器
半导体式气体传感器,以检测到浓度比较高的可燃性气体,更可以检测到PPM级别比较高的有毒有害气体。此类传感器的优点主要是具有灵敏度高和反应速度快等优点,但是同时具有可测量范围小和容易受环境影响的缺点。
2、电化学式气体传感器
目前,检测化工污染中有毒有害气体较为常见和较为成熟的传感器类型是电化学式传感器。虽然电化学式气体传感器容易受到干扰,受空气中温度的变化会影响比较大。但是由于此类气体传感器具有高灵敏度和高稳定性的特点,可以被应用于硫酸,空气分离和锅炉燃烧等气体的测定工作中,因此被广泛应用。
五、其他
随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。
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