انواع سنسورهای گاز مورد استفاده در زمینه ایمنی را کم کنید
سنسورهای گاز عمدتاً برای تشخیص یک گاز خاص استفاده میشوند و اندازهگیری وجود گاز در نزدیکی سنسور یا محتوای هوای نزدیک سنسور. بنابراین سنسورهای گاز معمولا در سیستم های ایمنی بسیار مهم هستند. این حسگرها می توانند اطلاعاتی در مورد گازهای قابل احتراق، قابل اشتعال و سمی برای سیستم ایمنی و همچنین مصرف اکسیژن و نسبت دی اکسید کربن در منطقه ارائه دهند.
سنسورهای گاز متداول شامل حسگرهای گاز الکتروشیمیایی، حسگرهای گاز احتراق کاتالیستی، حسگرهای گاز نیمه هادی، حسگرهای گاز مادون قرمز و غیره می باشد. امروز، من انواع رایج سنسورهای گاز را برای همه لیست می کنم، امیدوارم مفید واقع شود.
سنسور گاز الکتروشیمیایی
بخش قابل توجهی از گازهای قابل اشتعال، سمی و مضر مانند سولفید هیدروژن، اکسید نیتریک، دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، مونوکسید کربن و غیره دارای فعالیت الکتروشیمیایی هستند و می توانند به صورت الکتروشیمیایی اکسید یا احیا شوند. با استفاده از این واکنش ها می توان ترکیب گاز را تشخیص داد و غلظت گاز را تشخیص داد. سنسورهای الکتروشیمیایی بر اساس این اصل هستند.
سنسورهای الکتروشیمیایی دارای زیر شاخه های زیادی هستند:
سنسور گاز نوع باتری اولیه
این نوع سنسور با نام های سنسور گاز نوع سلولی Gavoni یا سنسور گاز نوع سلول سوختی یا سنسور گاز نوع سلول خود به خود نیز شناخته می شود. اصل آنها مانند باتری های خشکی است که روزانه استفاده می کنیم، با این تفاوت که الکترود کربن منگنز باتری با یک الکترود گاز جایگزین شده است. با در نظر گرفتن یک سنسور اکسیژن به عنوان مثال، کاتد اکسیژن کاهش می یابد و آمپرمتر الکترونیکی به سمت آند جریان می یابد، جایی که فلز سرب اکسید می شود. بنابراین، مقدار جریان مستقیماً با غلظت اکسیژن مرتبط است. این سنسور می تواند گازهایی مانند اکسیژن، دی اکسید گوگرد، کلر و غیره را به طور موثر تشخیص دهد.
سنسور گاز نوع سلول الکترولیتی پتانسیل ثابت
این نوع سنسور در تشخیص گازهای کاهنده بسیار موثر است و اصل آن با حسگر نوع باتری اولیه متفاوت است. واکنشهای الکتروشیمیایی تحت فشار جریان رخ میدهد و آن را به یک حسگر آنالیز کولن واقعی تبدیل میکند. این سنسور با موفقیت در تشخیص گازهایی مانند مونوکسید کربن، سولفید هیدروژن، هیدروژن، آمونیاک، هیدرازین استفاده شده است و در حال حاضر سنسور اصلی برای تشخیص گازهای سمی و مضر است.
نکته: آنالیز کولن به روش تعیین محتوای ماده اندازه گیری شده بر اساس قانون فارادی بر اساس میزان برق مصرفی در فرآیند الکترولیز اشاره دارد.
سنسور گاز نوع باتری غلظت
این نوع سنسور دارای فعالیت الکتروشیمیایی است و گاز دو طرف باتری الکتروشیمیایی به طور خود به خود یک نیروی الکتروموتور اختلاف غلظت ایجاد می کند. بزرگی نیروی محرکه الکتریکی به غلظت گاز مربوط می شود. نمونه های موفق این نوع حسگرها سنسورهای اکسیژن برای خودروها و آشکارسازهای دی اکسید کربن نوع الکترولیت جامد هستند.
سنسور گاز از نوع جریان شدید
این یک سنسور برای اندازه گیری غلظت اکسیژن است و اصل کار آن بر اساس اثر پمپ اکسیژن یک الکترولیت جامد اکسید روی پایدار است. جریان محدود کننده با کنترل اکسیژنی که از طریق انتشار گاز به کاتد می رسد به دست می آید. این نوع سنسور در حال حاضر عمدتاً برای کنترل احتراق در دیگهای بخار، تشخیص غلظت اکسیژن در فولاد مذاب و تشخیص اکسیژن در خودروها استفاده می شود.
سنسور گاز نیمه هادی
حسگرهای گاز نیمه هادی از واکنش های اکسیداسیون و کاهش گاز در سطح نیمه هادی ها استفاده می کنند که منجر به تغییر در مقاومت اجزای حساس می شود:
اکسیژن و سایر گازهایی که تمایل به جذب یون های منفی دارند، گازهای اکسید کننده نامیده می شوند - گازهای دریافت کننده الکترون.
گازهایی که تمایل به جذب یونی مثبت دارند، مانند هیدروژن، اکسید کربن و الکل ها، گازهای احیا شده - گازهای تامین شده با الکترون نامیده می شوند.
هنگامی که گازهای اکسید کننده (کاهنده) بر روی نیمه هادی های نوع N (P) جذب می شوند، حامل های بار نیمه هادی ها کاهش (افزایش) و مقاومت افزایش می یابد (کاهش). بر روی نیمه هادی های نوع P (N) جذب می شود، حامل های بار نیمه هادی ها افزایش (کاهش) و مقاومت کاهش می یابد (افزایش می یابد). (مشاهده می شود که نیمه هادی های اکسید کننده و کاهنده کاملاً متضاد هستند.) بنابراین، این ویژگی ها می توانند گاز مربوطه را به طور موثر تشخیص دهند.
حسگرهای گاز نیمه هادی را می توان به طور موثر برای تشخیص بسیاری از گازها مانند متان، اتان، پروپان، بوتان، الکل، فرمالدئید، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، اتیلن، استیلن، وینیل کلرید، استایرن، اسید اکریلیک و غیره استفاده کرد. به ویژه این نوع سنسور کم هزینه است و می تواند نیازهای صنعتی و غیرنظامی را برآورده کند.
معایب: پایداری ضعیف، اثرات زیست محیطی قابل توجه و نامناسب برای استفاده در مکان هایی با الزامات اندازه گیری دقیق.
