Trek de soorten gassensoren af die op veiligheidsgebied worden gebruikt
Gassensoren worden voornamelijk gebruikt voor het detecteren van een specifiek gas, waarbij wordt gemeten of het gas zich in de buurt van de sensor bevindt of wat de inhoud van de lucht nabij de sensor is. Daarom zijn gassensoren meestal erg belangrijk in veiligheidssystemen. Deze sensoren kunnen informatie geven over brandbare, ontvlambare en giftige gassen voor het veiligheidssysteem, evenals het zuurstofverbruik en het aandeel kooldioxide in de ruimte.
Veel voorkomende gassensoren zijn onder meer elektrochemische gassensoren, katalytische verbrandingsgassensoren, halfgeleidergassensoren, infraroodgassensoren, enz. Vanwege verschillende principes en structuren hebben verschillende soorten sensoren verschillende prestaties, gebruiksmethoden, toepasselijke gassen en toepasselijke gelegenheden. Vandaag zal ik voor iedereen veelvoorkomende typen gassensoren opsommen, in de hoop nuttig te zijn.
Elektrochemische gassensor
Een aanzienlijk deel van de brandbare, giftige en schadelijke gassen, zoals waterstofsulfide, stikstofmonoxide, stikstofdioxide, zwaveldioxide, koolmonoxide, enz., hebben elektrochemische activiteit en kunnen elektrochemisch worden geoxideerd of gereduceerd. Door gebruik te maken van deze reacties kan de gassamenstelling worden onderscheiden en de gasconcentratie worden gedetecteerd. Elektrochemische sensoren zijn op dit principe gebaseerd.
Elektrochemische sensoren hebben veel subcategorieën:
Gassensor van het primaire batterijtype
Dit type sensor is ook bekend als een gassensor van het Gavoni-celtype, een gassensor van het brandstofceltype of een gassensor van het spontane celtype. Hun principe is hetzelfde als de droge batterijen die we dagelijks gebruiken, behalve dat de koolstof-mangaan-elektrode van de batterij is vervangen door een gaselektrode. Als we een zuurstofsensor als voorbeeld nemen, wordt de zuurstofkathode verkleind en stroomt de elektronische ampèremeter naar de anode, waar het loodmetaal wordt geoxideerd. Daarom is de grootte van de stroom direct gerelateerd aan de zuurstofconcentratie. Deze sensor kan effectief gassen detecteren zoals zuurstof, zwaveldioxide, chloor, enz.
Gassensor van het elektrolytische celtype met constant potentieel
Dit type sensor is zeer effectief in het detecteren van reducerende gassen, en het principe ervan verschilt van dat van een sensor van het primaire batterijtype. Elektrochemische reacties vinden plaats onder stroomforcering, waardoor het een echte Coulomb-analysesensor is. Deze sensor is met succes gebruikt bij de detectie van gassen zoals koolmonoxide, waterstofsulfide, waterstof, ammoniak en hydrazine en is momenteel de reguliere sensor voor het detecteren van giftige en schadelijke gassen.
Opmerking: Coulomb-analyse verwijst naar de methode voor het bepalen van de inhoud van de gemeten stof op basis van de wet van Faraday, gebaseerd op de hoeveelheid elektriciteit die wordt verbruikt tijdens het elektrolyseproces.
Gassensor van het concentratiebatterijtype
Dit type sensor heeft elektrochemische activiteit en het gas aan beide zijden van de elektrochemische batterij zal spontaan een elektromotorische kracht met concentratieverschil vormen. De grootte van de elektromotorische kracht hangt samen met de concentratie van het gas. Succesvolle voorbeelden van dit type sensor zijn zuurstofsensoren voor auto's en kooldioxidedetectoren van het vaste-elektrolyttype.
Gassensor van het extreme stroomtype
Dit is een sensor voor het meten van de zuurstofconcentratie en het werkingsprincipe ervan is gebaseerd op het zuurstofpompeffect van een stabiele vaste zinkoxide-elektrolyt. De begrenzingsstroom wordt verkregen door het regelen van de zuurstof die via gasdiffusie aan de kathode wordt toegevoerd. Dit type sensor wordt momenteel voornamelijk gebruikt voor verbrandingscontrole in ketels, detectie van zuurstofconcentratie in gesmolten staal en zuurstofdetectie in auto's.
Halfgeleider gassensor
Halfgeleidergassensoren maken gebruik van de oxidatie- en reductiereacties van gas op het oppervlak van halfgeleiders, wat resulteert in veranderingen in de weerstand van gevoelige componenten:
Zuurstof en andere gassen met de neiging negatieve ionen te adsorberen worden oxiderende gassen genoemd - elektronenontvangende gassen;
Gassen met een positieve neiging tot ionenadsorptie, zoals waterstof, koolstofoxiden en alcoholen, worden gereduceerde gassen genoemd - door elektronen geleverde gassen.
Wanneer oxiderende (reducerende) gassen worden geadsorbeerd op halfgeleiders van het N (P)-type, nemen de ladingsdragers van de halfgeleiders af (toenemen) en neemt de soortelijke weerstand toe (afnemen); Geadsorbeerd op halfgeleiders van het P (N)-type, nemen de ladingsdragers van de halfgeleiders toe (afnemen) en neemt de soortelijke weerstand af (toenemen). (Het is duidelijk dat oxiderende en reducerende halfgeleiders volledig tegengesteld zijn.) Daarom kunnen deze eigenschappen het overeenkomstige gas effectief detecteren.
Halfgeleidergassensoren kunnen effectief worden gebruikt voor het detecteren van vele gassen zoals methaan, ethaan, propaan, butaan, alcohol, formaldehyde, koolmonoxide, kooldioxide, ethyleen, acetyleen, vinylchloride, styreen, acrylzuur, enz. Vooral dit type sensor is goedkoop en kan aan zowel industriële als civiele behoeften voldoen.
Nadelen: slechte stabiliteit, aanzienlijke impact op het milieu en ongeschikt voor gebruik op locaties met nauwkeurige meetvereisten.
