- 用于安全領域的氣體傳感器
- 來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2017/6/20
氣體傳感器主要用于針對某種特定氣體進行檢測,測量該氣體在傳感器附近是否存在,或在傳感器附近空氣中的含量。因此,在安全系統(tǒng)中,氣體傳感器通常都是不可或缺的。這些傳感器可以為安全系統(tǒng)提供可燃、易燃和有毒氣體的信息,以及區(qū)域內氧氣的消耗,二氧化碳的比例。
常見的氣體傳感器包括電化學氣體傳感器,催化燃燒氣體傳感器,半導體氣體傳感器,紅外氣體傳感器等。不同類型的傳感器由于原理和結構不同,性能、使用方法、適用氣體、適用場合也不盡相同。今天,儀控君就為大家羅列一下常見的氣體傳感器種類,希望能對大家有所幫助。
電化學氣體傳感器
相當一部分的可燃性的、有毒有害氣體,比如硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等,都有電化學活性,可以被電化學氧化或者還原。利用這些反應,可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學傳感器正是基于這種原理。
電化學傳感器擁有很多子類:
原電池型氣體傳感器
這種傳感器也被稱為加伏尼電池型氣體傳感器,或燃料電池型氣體傳感器、自發(fā)電池型氣體傳感器。他們原理與我們日常使用的干電池相同,只不過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。因此電流大小與氧氣濃度直接相關。這種傳感器可以有效檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等氣體。
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,電化學反應是電流強制下發(fā)生,是一種真正庫侖分析傳感器。這種傳感器已經成功用于一氧化碳、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。
注:庫侖分析是指根據電解過程中消耗的電量,由法拉第定律來確定被測物質含量的方法。
濃差電池型氣體傳感器
這種傳感器具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側,會自發(fā)形成濃差電動勢,電動勢的大小與氣體的濃度有關,這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳檢測儀。
極限電流型氣體傳感器
這是一種測量氧氣濃度的傳感器,工作原理是基于穩(wěn)定氧化鋅固體電解質的氧泵作用,通過氣體擴散控制供給陰極的氧而得到極限電流。這種傳感器目前主要用于鍋爐的燃燒控制、鋼水中氧氣濃度檢測,以及汽車的氧氣檢測。
半導體式氣體傳感器
半導體式氣體傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化和還原反映,導致敏感元件阻值變化:
氧氣等具有負離子吸附傾向的氣體,被成為氧化型氣體——電子接收型氣體;氫、碳氧化合物、醇類等具有正離子吸附傾向的氣體,被稱為還原型氣體——電子供給型氣體。
當氧化(還原)型氣體吸附到N(P)型半導體上,半導體的載流子減少(增多),電阻率上升(下降);吸附到P(N)型半導體上,半導體的載流子增多(減少),電阻率下降(上升)。(可以看出氧化和還原型半導體是截然相反的)因此從這些性質可以有效的檢測出對應的氣體。
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