氣體檢測儀是一(yī)種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具,其(qí)中包括:便(biàn)攜式氣體檢測(cè)儀、手持式氣體檢(jiǎn)測儀、固定式氣體檢測儀、在線式氣體檢測儀等。主(zhǔ)要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體種類,氣(qì)體傳感(gǎn)器是用來檢測氣體的成份和含量的(de)傳感器。
一般認為,氣體傳(chuán)感器的定義是以檢測目標為分類基礎的,也就是(shì)說,凡是(shì)用於檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱(chēng)作氣體(tǐ)傳感器,不管它(tā)是用物理方法,還是用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳(chuán)感器,但(dàn)是熱導式氣體分析儀卻屬於重要的氣體傳感器,盡(jìn)管它們有時使用大體一(yī)致的檢測(cè)原理。
儀器氣體檢測儀種類
半導體式(shì)
它是利(lì)用一些金(jīn)屬氧(yǎng)化(huà)物半導體材(cái)料(liào),在一定溫度下,電(diàn)導率隨著環境(jìng)氣體成份的變(biàn)化而變化的原理製(zhì)造的。比如,酒(jiǔ)精傳(chuán)感器,就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電(diàn)阻會急劇(jù)減小的原理製備的。
優點
半導體式氣體傳感器可(kě)以有效地用於:甲烷(wán)、乙烷、丙烷、丁烷、酒(jiǔ)精、甲(jiǎ)醛、一氧(yǎng)化碳、二氧化碳、乙烯、乙(yǐ)炔、氯乙烯、苯(běn)乙(yǐ)烯、丙烯酸等很多(duō)氣體地檢測。尤其是,這種傳感器成本低廉,適宜於民用氣體檢測的需求。下列幾種半導體(tǐ)式氣體傳感器是成功的(de):甲烷(天(tiān)然氣、沼氣)、酒(jiǔ)精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高(gāo)質量的傳感器可以滿足(zú)工業檢測的需要(yào)。
缺點
穩定性較差,受(shòu)環境影(yǐng)響較大;尤其,每(měi)一種傳感器的(de)選擇性都不是唯一的,輸出參數也不能確定。因此,不宜應用於計(jì)量準(zhǔn)確要求的場所。
燃燒式
這種傳感器是在白(bái)金(jīn)電阻的表麵製備耐高(gāo)溫的(de)催化劑層,在一定的溫度下,可燃性氣體在其表麵催化燃燒,燃燒是白(bái)金電阻溫度升高,電(diàn)阻變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數。
優點
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡是不(bú)能燃燒的,傳感(gǎn)器都沒有任(rèn)何響(xiǎng)應。催化燃燒式氣體傳感器(qì)計量準確,響應快速,壽命(mìng)較長。傳感器的輸出與環境的爆炸危險直接(jiē)相關,在安全檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺點
在可燃性(xìng)氣體範(fàn)圍內,無選擇性。暗火工(gōng)作,有引燃爆炸的危險。大部分(fèn)元(yuán)素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。
熱導池式
每一種氣體,都有自己(jǐ)特定的熱導率,當(dāng)兩個和多個氣體的熱導率差別較大(dà)時,可以利用熱導元件,分辨其中一個(gè)組分的含量。這種(zhǒng)傳感器已經傳感器地用於氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃(nóng)度甲烷(wán)的檢測。
這(zhè)種氣體傳感器可應用範圍較窄,限製因素較多。
電化學式
它相當一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學活(huó)性,可以被電化學(xué)氧化或者還原(yuán)。利用這(zhè)些(xiē)反(fǎn)應,可以分辨氣體(tǐ)成份、檢測(cè)氣體濃度。電化學氣體傳感器分很多子類:
(1)、原電池型(xíng)氣體傳感器(也稱(chēng):加伏尼電池(chí)型(xíng)氣體傳感器,也有稱燃料(liào)電池型氣體(tǐ)傳感器,也有稱自發電池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的幹電池,隻是,電池的碳錳電極被氣體電(diàn)極替代了。以氧氣傳感(gǎn)器為例(lì),氧在陰極被(bèi)還原,電子通過電流表流到陽極,在(zài)那(nà)裏鉛金屬被氧(yǎng)化。電流的大(dà)小(xiǎo)與氧氣的濃度直接相(xiàng)關。這種傳感器(qì)可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電解(jiě)池型氣體傳感器,這種(zhǒng)傳感器用於檢測還原性(xìng)氣(qì)體非常有效,它的原理與原電池型傳感器不一樣,它的電化學反應是在電流強製下發(fā)生的,是一種真正的庫侖分(fèn)析(xī)的傳(chuán)感器。這種傳感器已(yǐ)經成功地用於:一氧(yǎng)化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中,是現有毒有害氣體檢測的(de)主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體傳感(gǎn)器,具有電化(huà)學活性(xìng)的氣體在電化學電池(chí)的兩側,會自發形成濃差電(diàn)動勢,電動勢的大小與氣體的濃度有關,這種傳感(gǎn)器的成功實例(lì)就是汽車(chē)用氧(yǎng)氣(qì)傳感器、固體電解質型二氧化碳傳感器。
(4)、極限電流型氣體傳(chuán)感器,有一(yī)種測量氧氣(qì)濃度(dù)的傳(chuán)感器利用(yòng)電化池中的極限電流與載流子濃度相關的原理製備氧(氣)濃度(dù)傳感(gǎn)器,用於汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧濃(nóng)度(dù)檢測。
紅外線
大部分的氣體在中紅外區都有特征吸(xī)收峰,檢測特征吸(xī)收峰(fēng)位置的吸收情況,就可以確定某氣體的濃度。
這種傳感器過去都(dōu)是(shì)大型的(de)分(fèn)析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術為基礎的傳感器工(gōng)業(yè)的發展,這種(zhǒng)傳感器的(de)體積已經由10升(shēng),45公斤的巨無霸,減小(xiǎo)到2毫升(拇指大小)左右。使用無需調製光源的紅外探(tàn)測器使得儀器完全(quán)沒有機械運動部件,完全(quán)實現免維護化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類,準確測定氣體(tǐ)濃度。
這種傳感器成功的用於:二氧化碳、甲烷(wán)的檢測。
氣體檢測(cè)儀分類
按使(shǐ)用方(fāng)式可分為台式氣體(tǐ)檢測儀和手持氣體檢(jiǎn)測儀
按可檢測(cè)的氣體數量可分(fèn)為單一氣(qì)體(tǐ)檢測儀和(hé)多種氣體檢測儀
按氣體傳感器的原理可分為紅外線氣體檢測儀、熱磁氣體檢測儀、電化學式氣體檢測儀、半導體式氣體檢測儀、紫外線氣體檢測儀等。
四合(hé)一氣(qì)體檢測(cè)儀原理
以常見的紅(hóng)外線氣體檢測儀為例,說明氣體檢測儀(yí)的原理:
測量這種吸收光譜可(kě)判別出氣體(tǐ)的種類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。紅外(wài)線檢測(cè)儀的使用範(fàn)圍(wéi)寬,不僅可分析氣體成分,也可(kě)分析溶液(yè)成分,且靈敏度較高,反應迅速,能在線連續指示(shì),也可組成調(diào)節係統。工(gōng)業上常用的紅外(wài)線(xiàn)氣體檢測儀的檢測部分由兩個並列(liè)的結構相同的光學係統組成(chéng)。
一個是測量(liàng)室,一個是參比室。兩室(shì)通過切光板以一定周期同時或交(jiāo)替開閉光路。在測量室中導入被測氣體後,具有被測氣體特有波長的光被吸收(shōu),從而使透(tòu)過測量室這一(yī)光路(lù)而進入紅外線接收(shōu)氣室的光通量減少。氣體濃度越高,進入到紅外線接收(shōu)氣室的光通量就越少;而(ér)透過參比室的光通量(liàng)是(shì)一(yī)定的,進入到紅外線接收(shōu)氣(qì)室的光通量(liàng)也一定。因此,被測氣體濃度越高,透過測量室和參比室的光通量差值就(jiù)越大(dà)。這個光(guāng)通量差值是以一定周期振動的振幅投射(shè)到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾(jǐ)微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部,室內封有濃度較大的被測組分氣(qì)體,在吸收(shōu)波長範圍內能將射入的紅外線全部吸(xī)收,從而使脈動的光通量(liàng)變為溫度的周期變化,再可根據氣態方程使溫(wēn)度(dù)的變化(huà)轉換為(wéi)壓力的變化,然後用電容式傳感器來檢測,經過放大處理後指(zhǐ)示出被測(cè)氣體濃度。除用電容式傳感器外,也可用(yòng)直接檢測紅外線的量子式(shì)紅外(wài)線傳感器,並采(cǎi)用紅外幹涉濾光片進行波長選(xuǎn)擇和配以可調激光器作(zuò)光源,形成一種嶄新的全固體式紅外氣體檢測儀。這種檢測儀隻用一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣體濃度的(de)測量。此外,若采用裝有多個不同波長(zhǎng)的濾(lǜ)光(guāng)盤,則能同時分(fèn)別測定多組分氣體中的各種氣體的濃度。
可燃氣體檢測儀用途
氣體檢測儀可檢(jiǎn)測硫化氫,一氧化碳,氧氣(qì),二氧化硫,磷化氫,氨氣,二氧化氮,氰化氫,氯(lǜ)氣,二氧化氯,臭氧(yǎng)和可燃(rán)氣體(tǐ)等多(duō)種氣(qì)體,廣泛應用在石化、煤炭、冶金、化工、市政燃氣、環境監測等多種場所現場檢(jiǎn)測。 可以實現特殊場合測量需要;可對(duì)坑道、管道、罐(guàn)體、密閉空間等進行氣體濃度探測或泄(xiè)漏探測。