مقایسه مزایا و معایب چندین تئوری عملکرد سنسور آشکارساز گاز

مقایسه مزایا و معایب چندین تئوری عملکرد سنسور آشکارساز گاز

سنسورهای گاز اصلی ترین ابزار مورد استفاده برای بررسی ترکیب و غلظت گاز هستند. اصول کار سنسورهای گاز شامل نیمه رساناها، احتراق کاتالیزوری، هدایت حرارتی، الکتروشیمی، مادون قرمز و فوتیونیزاسیون است. اصول مختلف کار سنسورهای گاز به شرح زیر معرفی می شوند:

1، سنسور گاز نیمه هادی

با استفاده از برخی مواد نیمه هادی اکسید فلز و این اصل که رسانایی با ترکیب گاز محیطی در دمای معین تغییر می کند، ساخته شده است.

2، سنسور گاز احتراق کاتالیزوری

این نوع سنسور یک لایه کاتالیزوری مقاوم در برابر دمای بالا است که بر روی سطح یک مقاومت پلاتین آماده شده است. در دمای معینی، گازهای قابل احتراق، احتراق را روی سطح آن کاتالیز می کنند. احتراق تابعی از غلظت گازهای قابل احتراق با افزایش دمای مقاومت پلاتین و تغییر مقاومت است.

3، سنسور گاز هدایت حرارتی

هر گاز رسانایی حرارتی خاص خود را دارد. هنگامی که هدایت حرارتی دو یا چند گاز به طور قابل توجهی متفاوت است، می توان از عنصر هدایت حرارتی برای تشخیص محتوای یک جزء بین آنها استفاده کرد.

4، سنسور گاز الکتروشیمیایی

بخشی از گازهای قابل اشتعال، سمی و مضر آن دارای فعالیت الکتروشیمیایی هستند و می توانند به صورت الکتروشیمیایی اکسید شوند یا احیا شوند. با استفاده از این واکنش ها می توان اجزای گاز را تشخیص داد و غلظت گاز را بررسی کرد. سنسورهای گاز الکتروشیمیایی به زیر شاخه های زیادی تقسیم می شوند

(1) اصل حسگرهای گاز نوع سلول اولیه (همچنین به عنوان سنسورهای گاز نوع سلول گاونی، سنسورهای گاز نوع سلول سوختی و سنسورهای گاز نوع سلول خود حسگر نیز شناخته می‌شوند) شبیه باتری‌های خشک است، با این تفاوت که الکترود منگنز کربن باتری با یک الکترود گاز جایگزین می شود. این نوع سنسور گاز دارای محدوده کاربردی باریک و محدودیت های زیادی است.

(2) سنسور گاز نوع سلول الکترولیتی پتانسیل پایدار در تشخیص گازهای ترمیمی بسیار موثر است. اصل آن با حسگر نوع باتری اصلی متفاوت است و پاسخ الکتروشیمیایی آن توسط نیروی جریان ایجاد می شود و آن را به یک سنسور تحلیل کولن واقعی تبدیل می کند. این نوع سنسور در حال حاضر سنسور اصلی برای تشخیص گازهای سمی و مضر است.

(3) سنسور گاز نوع باتری اختلاف غلظت، با گاز فعال الکتروشیمیایی در هر دو طرف باتری الکتروشیمیایی، آگاهانه یک نیروی الکتروموتور اختلاف غلظت را تشکیل می دهد. اندازه نیروی محرکه الکتریکی با غلظت گاز مرتبط است. نمونه های موفق این نوع سنسورها سنسورهای اکسیژن برای خودروها و سنسورهای دی اکسید کربن نوع الکترولیت جامد هستند.

(4) سنسور گاز نوع جریان شدید، سنسوری وجود دارد که غلظت اکسیژن را اندازه گیری می کند. سنسور غلظت اکسیژن بر اساس این اصل تهیه شده است که جریان شدید در استخر الکتروشیمیایی مربوط به غلظت حامل است و برای بازرسی اکسیژن در خودروهای سدان و بازرسی غلظت اکسیژن در فولاد مذاب استفاده می شود.

5، سنسور مادون قرمز

این متعلق به سنسورهای دقیق است و ویژگی اندازه گیری خوبی دارد. در حال حاضر، عمدتاً هیدروکربن های کم کربن و CO2 را شناسایی می کند.

6، PID سنسور فوتویون

یک منبع نور ماوراء بنفش وجود دارد که به راحتی می تواند یون های مثبت و منفی تولید شده توسط مواد شیمیایی تحت تحریک آن توسط آشکارساز را تشخیص دهد. زمانی که مولکول ها تابش فرابنفش پر انرژی را جذب می کنند، یونیزاسیون اتفاق می افتد و تحت این تحریک، مولکول ها الکترون های منفی تولید می کنند و یون های مثبت تشکیل می دهند. جریان تولید شده توسط این ذرات یونیزه شده می تواند توسط آشکارساز تقویت شود تا غلظت سطح PMM را روی دستگاه نمایش دهد. این یون ها پس از عبور از الکترودها به سرعت در مولکول های آلی اصلی دوباره ترکیب می شوند.