سنسورهای معمولی که در آشکارسازهای گاز یافت می شوند
بخش اصلی آشکارساز گاز سنسور گاز است که با توجه به اصول تشخیص گاز متفاوت است. سنسورهای گاز متداول عبارتند از: سنسور فوتویون PID، سنسور مادون قرمز، سنسور الکتروشیمیایی، سنسور احتراق کاتالیزوری و سنسور نیمه هادی. فناوری Honey Iger زیر به طور مفصل اصول کار و مزایا و معایب هر سنسور را به شما معرفی می کند.
1. اصل مادون قرمز آشکارساز گاز
اصل: سنسور NDIR اصل مادون قرمز غیر طیفی بر اساس قانون جذب مادون قرمز Beer-Lambert است، یعنی گازهای مختلف نور با طول موج خاص را جذب می کنند و شدت جذب متناسب با غلظت گاز برای دستیابی به تشخیص است. از یک فیلتر برای تقسیم نور مادون قرمز به باند کوچکی از خطوط طیفی مورد نیاز استفاده می کند و گازی که باید تشخیص داده شود، خطوط طیفی این باند کوچک را جذب می کند.
مزایا: قابلیت اطمینان بالا، گزینش پذیری خوب، دقت بالا، عدم سمیت، تداخل کمتر محیط زیست، عمر طولانی و عدم وابستگی به اکسیژن.
معایب: رطوبت بسیار بر آن تأثیر می گذارد و انواع گازهای تشخیص محدود است. در حال حاضر، عمدتاً در متان، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، هگزافلوورید گوگرد، دی اکسید گوگرد، هیدروکربن ها و سایر گازها استفاده می شود.
2. اصل نیمه هادی آشکارساز گاز
اصل: حسگر گاز نیمه هادی با استفاده از مواد نیمه هادی اکسید فلز ساخته می شود و در دمای معینی با ترکیب گاز محیط، مقاومت تغییر می کند. به عنوان مثال، سنسور الکل بر این اصل استوار است که وقتی دی اکسید قلع با گاز الکل در دمای بالا مواجه می شود، مقاومت به شدت کاهش می یابد.
مزایا: دارای مزایای کم هزینه، ساخت ساده، حساسیت بالا، پاسخ سریع، عمر طولانی، حساسیت به رطوبت کم و مدار ساده است.
معایب: پایداری ضعیف، به شدت تحت تأثیر محیط قرار می گیرد، به خصوص انتخاب پذیری هر سنسور منحصر به فرد نیست و پارامترهای خروجی را نمی توان تعیین کرد. بنابراین برای استفاده در مکان هایی که نیاز به اندازه گیری دقیق است مناسب نیست و عمدتاً برای اهداف عمرانی استفاده می شود.
3. اصل احتراق کاتالیزوری آشکارساز گاز
اصل: سنسور احتراق کاتالیزوری برای تهیه یک لایه کاتالیست مقاوم در برابر دمای بالا بر روی سطح مقاومت پلاتین است. در دمای معینی، گاز قابل اشتعال به صورت کاتالیستی روی سطح می سوزد. احتراق باعث افزایش دمای مقاومت پلاتین و تغییر مقاومت می شود. مقدار تغییر تابعی از غلظت گاز قابل اشتعال است.
مزایا: سنسور گاز احتراق کاتالیستی به طور انتخابی گازهای قابل احتراق را تشخیص می دهد: سنسور به هر چیزی که قابل احتراق نباشد پاسخ نمی دهد. پاسخ سریع، عمر طولانی، کمتر تحت تاثیر دما، رطوبت و فشار. خروجی سنسور ارتباط مستقیمی با خطر انفجار محیط دارد و نوعی حسگر غالب در زمینه تشخیص ایمنی است.
معایب: در محدوده گازهای قابل اشتعال، گزینش پذیری وجود ندارد. سنسور به راحتی مسموم می شود و بیشتر بخارات آلی عنصری اثر مسمومیت بر حسگر دارند.
توجه: تحقق تشخیص احتراق کاتالیستی مشروط است. باید اطمینان حاصل شود که محیط تشخیص حاوی اکسیژن کافی است. در یک محیط بدون اکسیژن، این روش تشخیص ممکن است قادر به تشخیص گازهای قابل اشتعال نباشد. برخی از ترکیبات حاوی سرب (به ویژه سرب تترااتیل)، ترکیبات گوگردی، سیلیکون، ترکیبات فسفر، سولفید هیدروژن و هیدروکربن های هالوژنه ممکن است باعث مسمومیت یا مهار حسگر شوند.
4. اصل PID آشکارساز گاز
اصل: PID از منبع نور ماوراء بنفش و محفظه یونی و سایر قسمت های اصلی تشکیل شده است. الکترودهای مثبت و منفی در محفظه یونی وجود دارند که میدان الکتریکی تشکیل می دهند. گاز مورد اندازه گیری تحت تابش لامپ فرابنفش برای تولید یون های مثبت و منفی یونیزه می شود و جریانی بین الکترودها ایجاد می شود. سیگنال خروجی را تقویت کنید
مزایا: حساسیت بالا، بدون مشکل مسمومیت.
معایب: غیر انتخابی، به شدت تحت تاثیر رطوبت، عمر کوتاه لامپ UV، گران است.
5. اصل الکتروشیمیایی آشکارساز گاز
اصل: با واکنش الکترولیت داخل حسگر با گاز هدف و تولید سیگنال الکتریکی متناسب با غلظت گاز کار می کند.
مزایا: محدوده دمای عملیاتی گسترده، محدوده های اندازه گیری متعدد، حساسیت بالا، خروجی خطی، انتخاب خوب
معایب: عمر کوتاه، مدت نگهداری محدود، عمر کوتاه در محیط های گازی بسیار خشک یا با غلظت بالا، غیر اختصاصی، مستعد تداخل، رطوبت بر دقت تاثیر می گذارد.
توجه: اکثر حسگرهای گاز سمی برای عملکرد صحیح به مقدار کمی اکسیژن نیاز دارند. برای این منظور در پشت سنسور یک سوراخ هوا وجود دارد. رطوبت بالا و خشکسالی زیاد عمر سنسور را تحت تأثیر قرار می دهد. تغییرات فشار لحظه ای ممکن است یک خروجی سنسور گذرا ایجاد کند و همچنین ممکن است به حالت هشدار کاذب برسد.
