کاربرد سنسور گاز رسانایی حرارتی در آشکارساز گاز صنعتی

کاربرد سنسور گاز رسانایی حرارتی در آشکارساز گاز صنعتی

1. تعریف صنعت تحلیلگر گاز رسانایی حرارتی
طبقه بندی آشکارسازهای گاز با توجه به اشیاء شناسایی، از جمله آشکارسازهای گاز قابل اشتعال (از جمله متان)، آشکارسازهای گاز سمی و آشکارسازهای اکسیژن طبقه بندی می شود. طبقه بندی بر اساس اصل تشخیص، تشخیص گاز قابل اشتعال شامل نوع احتراق کاتالیزوری، نوع نیمه هادی، نوع هدایت حرارتی و نوع جذب مادون قرمز و غیره است. تشخیص گاز سمی شامل نوع الکتروشیمیایی، نوع نیمه هادی و غیره است. تشخیص اکسیژن شامل نوع الکتروشیمیایی و غیره می باشد که با توجه به نحوه استفاده طبقه بندی می شوند، قابل حمل و ثابت می باشند. طبقه بندی با توجه به محل استفاده، نوع معمولی و نوع ضد انفجار وجود دارد.

آنالایزر گاز هدایت حرارتی یک ابزار ابزار دقیق برای تشخیص غلظت گاز است. این یک آنالایزر گاز پیوسته خودکار است که بر اساس این اصل ساخته شده است که هدایت حرارتی کل گاز مخلوط با محتوای اجزای اندازه گیری شده تغییر می کند. ابزارهای تشخیص گاز سیگنال‌های غیر الکتریکی فیزیکی یا شیمیایی جمع‌آوری‌شده توسط حسگر گاز را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند و سپس سیگنال‌های الکتریکی فوق را از طریق مدارهای خارجی تصحیح و فیلتر می‌کنند و ماژول‌های مربوطه را از طریق این سیگنال‌های پردازش شده کنترل می‌کنند تا تشخیص گاز را محقق کنند. توابع خاص مختلف آشکارساز گاز می تواند گازهای مختلفی مانند سولفید هیدروژن، مونوکسید کربن، اکسیژن، دی اکسید گوگرد، فسفین، آمونیاک، دی اکسید نیتروژن، سیانید هیدروژن، کلر، دی اکسید کلر، ازن و گازهای قابل احتراق را شناسایی کند.

2. معرفی ساختار
آشکارساز هدایت حرارتی مورد استفاده، پلی متشکل از دو سلول اندازه گیری برای تشخیص تغییر هدایت حرارتی گاز در انتهای خروجی ستون کروماتوگرافی است. آشکارساز به هر ماده ای با هدایت حرارتی متفاوت از گاز حامل بسیار حساس است و حداقل حد تشخیص 0.5×{2}}×1026 است. محدوده دینامیکی خطی 103 است. برای مواردی مناسب است که رسانایی حرارتی جزء اندازه گیری شده با سایر اجزا بسیار متفاوت است.

3. اصل کار تجزیه و تحلیل گاز هدایت حرارتی
آنالایزر گاز هدایت حرارتی نوعی ابزار تجزیه و تحلیل گاز فیزیکی است. با توجه به این اصل که گازهای مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند، با اندازه گیری رسانایی حرارتی گاز مخلوط، محتوای برخی از اجزا را محاسبه می کند. این نوع ابزار تحلیلی ساده و قابل اعتماد است و برای بسیاری از انواع گازها قابل استفاده است و یک ابزار تحلیلی پایه است. با این حال، اندازه گیری مستقیم هدایت حرارتی گاز دشوار است، بنابراین در واقع، تغییر رسانایی حرارتی گاز اغلب به تغییر مقاومت تبدیل می شود و سپس با یک پل اندازه گیری می شود. عناصر حساس به حرارت آنالایزر گاز هدایت حرارتی عمدتاً شامل عناصر حساس نیمه هادی و سیم های مقاومت فلزی است. عنصر حساس نیمه هادی دارای حجم کم، اینرسی حرارتی کوچک و ضریب مقاومت دمایی زیاد است، بنابراین دارای حساسیت بالا و تاخیر زمانی کمی است.

اکسید فلزی مهره ای شکل بر روی سیم پیچ پلاتین به عنوان یک عنصر حساس متخلخل می شود و سپس همان سیم پیچ پلاتین با مقاومت داخلی و ارزش حرارتی برابر با ماده ای که به گاز به عنوان عنصر جبران کننده واکنش نشان نمی دهد، پیچیده می شود. این دو جزء یک مدار پل را به صورت دو بازو تشکیل می دهند که مدار اندازه گیری است. هنگامی که عنصر حساس به اکسید فلز نیمه هادی گاز اندازه گیری شده را جذب می کند، هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی تغییر می کند و وضعیت اتلاف حرارت عنصر نیز بر این اساس تغییر می کند. تغییر دمای عنصر مقاومت سیم پیچ پلاتین را تغییر می دهد و پل دارای یک خروجی ولتاژ نامتعادل است که می تواند غلظت گاز را تشخیص دهد. آنالایزرهای گاز هدایت حرارتی کاربردهای گسترده ای دارند. علاوه بر آنالیز معمول هیدروژن، آمونیاک، دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و گازهای قابل اشتعال با غلظت کم، می توان از آنها به عنوان آشکارساز در آنالایزرهای کروماتوگرافی برای تجزیه و تحلیل اجزای دیگر نیز استفاده کرد.

4. نقش آنالیزگر گاز هدایت حرارتی
با توجه به تفاوت در زمینه های کاربرد ابزارهای تجزیه و تحلیل گاز هدایت حرارتی، ابزارهای تشخیص گاز عمدتاً به دو سری تقسیم می شوند: ابزارهای تشخیص گاز صنعتی و ابزارهای تشخیص گاز غیرنظامی. دستگاه های تشخیص گاز صنعتی به سه دسته قابل حمل، ثابت و سیستمی تقسیم می شوند. ابزار و مترهای تشخیص گاز صنعتی عمدتاً در صنایع نفت، شیمیایی، متالورژی، معادن زغال سنگ، گاز مایع و سایر شرکت ها استفاده می شود. ابزارهای تشخیص گاز غیرنظامی عمدتاً در مکان های عمومی و تشخیص گاز خانگی و زنگ هشدار استفاده می شود.