氣體傳感器的分類 早上個(gè)世紀(jì) 70 年代氣體傳感器就已經(jīng)成為傳感器領(lǐng)域一個(gè)大系屬于化學(xué)傳感器一個(gè)分支。 目前流行于市場氣體傳感器大約有如下一些種類稱重傳感器 1、催化燃燒式氣體傳感器 這種傳感器是白金電阻表面制備耐高溫催化劑層一定溫度下可燃性氣體其表面催化燃燒燃燒是白金電阻溫度升高電阻變化變化值是可燃性氣體濃度函數(shù)。 催化燃燒式氣體傳感器選擇性檢測可燃性氣體凡是可以燃燒都能夠檢測凡是不能燃燒傳感器都沒有任何響應(yīng)。當(dāng)然『凡是可以燃燒都能夠檢測』這一句有很多例外總來講上述選擇性是成立。 催化燃燒式氣體傳感器計(jì)量準(zhǔn)確響應(yīng)快速壽命較長。傳感器輸出與環(huán)境爆炸危險(xiǎn)直接相關(guān)安全檢測領(lǐng)域是一類主導(dǎo)位傳感器。 缺點(diǎn)可燃性氣體范圍內(nèi)無選擇性。暗火工作有引燃爆炸危險(xiǎn)。大部分元素有機(jī)蒸汽對傳感器都有中毒作用煤氣檢測儀。 目前這種傳感器主要供應(yīng)商中國、日本、英國(發(fā)明國)目前中國是這種傳感器最大用戶(煤礦)也擁有最佳傳感器生產(chǎn)技術(shù)盡管不斷有各種各樣代理商宣傳上干擾社會對這種傳感器認(rèn)識畢竟催化燃燒式氣體傳感器主流制造商國內(nèi)。 2、半導(dǎo)體式氣體傳感器 它是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料一定溫度下電導(dǎo)率環(huán)境氣體成份變化而變化原理制造。
比如酒精傳感器就是利用二氧化錫高溫下遇到酒精氣體時(shí)電阻會急劇減小原理制備。半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效用于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體檢測氣體傳感器。尤其是這種傳感器成本低廉適宜于民用氣體檢測需求。 下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類肼類)。高質(zhì)量傳感器可以滿足工業(yè)檢測需要。 缺點(diǎn)穩(wěn)定性較差受環(huán)境影響較大尤其每一種傳感器選擇性都唯一輸出參數(shù)能確定。不宜應(yīng)用于計(jì)量準(zhǔn)確要求場所位移傳感器。 目前這種傳感器主要供應(yīng)商日本(發(fā)明者)其次是中國最近有新加入了韓國其他國家如美國這方面也有相當(dāng)工作始終沒有匯入主流中國這個(gè)領(lǐng)域投入人力和時(shí)間都不亞于日本多年來國家政策導(dǎo)向以及社會信息閉塞等原因我國流行于市場半導(dǎo)體式氣體傳感器性能質(zhì)量都遠(yuǎn)遜于日本產(chǎn)品相信市場進(jìn)步民營資本進(jìn)一步興起中國產(chǎn)半導(dǎo)體式氣體傳感器達(dá)到和超越日本水平已經(jīng)指日可待 3、電化學(xué)式氣體傳感器 相當(dāng)一部分可燃性、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性可以被電化學(xué)氧化還原。
利用這些反應(yīng)可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類 (1)、原電池型氣體傳感器(也稱加伏尼電池型氣體傳感器也有稱燃料電池型氣體傳感器也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器)他們原理行同我們用干電池電池碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例氧陰極被還原電子電流表流到陽極那里鉛金屬被氧化。電流大小與氧氣濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。 (2)、恒定電位電解池型氣體傳感器這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效它原理與原電池型傳感器不一樣它電化學(xué)反應(yīng)是電流強(qiáng)制下發(fā)生是一種真正庫侖分析傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功用于一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體檢測之中是目前有毒有害氣體檢測主流傳感器。 (3)、濃差電池型氣體傳感器具有電化學(xué)活性氣體電化學(xué)電池兩側(cè)會自發(fā)形成濃差電動(dòng)勢電動(dòng)勢大小與氣體濃度有關(guān)這種傳感器成功實(shí)例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。 (4)、極限電流型氣體傳感器有一種測量氧氣濃度傳感器利用電化池中極限電流與載流子濃度相關(guān)原理制備氧(氣)濃度傳感器用于汽車氧氣檢測和鋼水中氧濃度檢測。
目前這種傳感器主要供應(yīng)商遍布全世界主要德國、日本、美國最近新加入幾個(gè)歐洲供應(yīng)商英國、瑞士等。中國這個(gè)領(lǐng)域起步很早產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程效果不佳。 4、熱導(dǎo)池式氣體傳感器 每一種氣體都有自己特定熱導(dǎo)率當(dāng)兩個(gè)和多個(gè)氣體熱導(dǎo)率差別較大時(shí)可以利用熱導(dǎo)元件分辨其中一個(gè)組分含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器用于氫氣檢測、二氧化碳檢測、高濃度甲烷檢測。 這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄限制因素較多壓力傳感器。這是一種老式產(chǎn)品全世界各都有制造商乙醇檢測儀。產(chǎn)品質(zhì)量全世界大同小異。5、磁性氧氣傳感器 這是磁性氧氣分析儀核心目前也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了"傳感器化"進(jìn)程氣體傳感器。 它是利用空氣中氧氣可以被強(qiáng)磁場吸引原理制備。 這種傳感器只能用于氧氣檢測選擇性極好。大氣環(huán)境中氮氧化物能夠產(chǎn)生微小影響?yīng)@些干擾氣體含量往往很少磁氧分析技術(shù)選擇性幾乎是唯一液位傳感器 老牌工業(yè)產(chǎn)品全世界各都有制造商。(當(dāng)然我說是作為一次儀表氧氣分析儀它一定范圍內(nèi)可以被看作傳感器。而以純粹傳感器形式生產(chǎn)這種產(chǎn)品是最近事情。) 6、紅外線氣體傳感器 大部分氣體中紅外區(qū)都有特征吸收峰檢測特征吸收峰位置吸收情況就可以確定某氣體濃度。 這種傳感器過去都是大型分析儀器近些年以 MEMS 技術(shù)為基礎(chǔ)傳感器工業(yè)發(fā)展這種傳感器體積已經(jīng)由 10 升45 公斤巨無霸減小到 2 毫升(拇指大小)左右。
使用無需調(diào)制光源紅外探測器使儀器完全沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件完全實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化。 紅外線氣體傳感器可以有效分辨氣體種類準(zhǔn)確測定氣體濃度。 這種傳感器成功用于二氧化碳、甲烷檢測角度傳感器。目前這種"傳感器"供應(yīng)商歐洲中國這一領(lǐng)域目前是"半"空白 7、其他 近年來新技術(shù)不斷涌現(xiàn)氣體傳感器技術(shù)也不斷發(fā)生著相應(yīng)革命氣體傳感器。氣體傳感器種類也增添新丁。 有些傳感器是否應(yīng)該列氣體傳感器名下頗有爭議比如PID 檢測器盡管也是用于氣體檢測盡管體積一樣小巧不能真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化這種裝備體積有多小都應(yīng)該列"檢測儀器"名下。 另外以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)光學(xué)傳感器發(fā)展迅猛盡管還沒有對電子傳感器構(gòu)成絕對"威脅"其特有優(yōu)勢或許有一天大放異彩壓力開關(guān)。
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