Subtrahieren Sie die Arten von Gassensoren, die im Sicherheitsbereich verwendet werden
Gassensoren werden hauptsächlich zur Erkennung eines bestimmten Gases verwendet und messen, ob das Gas in der Nähe des Sensors vorhanden ist oder wie viel Luft in der Nähe des Sensors vorhanden ist. Daher sind Gassensoren in Sicherheitssystemen meist sehr wichtig. Diese Sensoren können dem Sicherheitssystem Informationen über brennbare, brennbare und giftige Gase sowie den Sauerstoffverbrauch und den Kohlendioxidanteil in der Umgebung liefern.
Zu den gängigen Gassensoren gehören elektrochemische Gassensoren, katalytische Verbrennungsgassensoren, Halbleitergassensoren, Infrarot-Gassensoren usw. Aufgrund unterschiedlicher Prinzipien und Strukturen weisen verschiedene Arten von Sensoren unterschiedliche Leistungen, Verwendungsmethoden, anwendbare Gase und anwendbare Anlässe auf. Heute werde ich gängige Arten von Gassensoren für jedermann auflisten und hoffe, hilfreich zu sein.
Elektrochemischer Gassensor
Ein erheblicher Teil der brennbaren, giftigen und gesundheitsschädlichen Gase wie Schwefelwasserstoff, Stickoxid, Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid usw. sind elektrochemisch aktiv und können elektrochemisch oxidiert oder reduziert werden. Mithilfe dieser Reaktionen kann die Gaszusammensetzung unterschieden und die Gaskonzentration erfasst werden. Auf diesem Prinzip basieren elektrochemische Sensoren.
Elektrochemische Sensoren haben viele Unterkategorien:
Gassensor vom Typ Primärbatterie
Dieser Sensortyp wird auch als Gavoni-Zellen-Gassensor, Brennstoffzellen-Gassensor oder Spontanzellen-Gassensor bezeichnet. Ihr Prinzip ist das gleiche wie bei den Trockenbatterien, die wir täglich verwenden, mit der Ausnahme, dass die Kohlenstoff-Mangan-Elektrode der Batterie durch eine Gaselektrode ersetzt wurde. Am Beispiel eines Sauerstoffsensors wird der Sauerstoff der Kathode reduziert und der Strom des elektronischen Amperemeters fließt zur Anode, wo das Bleimetall oxidiert wird. Daher steht die Stärke des Stroms in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration. Dieser Sensor kann Gase wie Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlor usw. effektiv erkennen.
Gassensor mit Konstantpotential-Elektrolysezelle
Dieser Sensortyp ist sehr effektiv bei der Erkennung reduzierender Gase und sein Prinzip unterscheidet sich von dem eines Primärbatteriesensors. Unter Stromeinfluss finden elektrochemische Reaktionen statt, was ihn zu einem echten Coulomb-Analysesensor macht. Dieser Sensor wurde erfolgreich bei der Erkennung von Gasen wie Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Ammoniak und Hydrazin eingesetzt und ist derzeit der gängige Sensor zur Erkennung giftiger und schädlicher Gase.
Hinweis: Die Coulomb-Analyse bezeichnet die Methode zur Bestimmung des Gehalts der gemessenen Substanz auf der Grundlage des Faradayschen Gesetzes, basierend auf der während des Elektrolyseprozesses verbrauchten Strommenge.
Konzentrationsbatterie-Gassensor
Dieser Sensortyp weist eine elektrochemische Aktivität auf, und das Gas auf beiden Seiten der elektrochemischen Batterie erzeugt spontan eine elektromotorische Kraft mit Konzentrationsunterschied. Die Größe der elektromotorischen Kraft hängt von der Konzentration des Gases ab. Erfolgreiche Beispiele für diese Art von Sensoren sind Sauerstoffsensoren für Automobile und Kohlendioxiddetektoren vom Festelektrolyttyp.
Extremstrom-Gassensor
Hierbei handelt es sich um einen Sensor zur Messung der Sauerstoffkonzentration, dessen Funktionsprinzip auf dem Sauerstoffpumpeffekt eines stabilen Zinkoxid-Festelektrolyten basiert. Der Grenzstrom wird durch die Steuerung der Sauerstoffzufuhr zur Kathode durch Gasdiffusion erreicht. Dieser Sensortyp wird derzeit hauptsächlich zur Verbrennungskontrolle in Kesseln, zur Erkennung der Sauerstoffkonzentration in geschmolzenem Stahl und zur Sauerstofferkennung in Automobilen verwendet.
Halbleiter-Gassensor
Halbleiter-Gassensoren nutzen die Oxidations- und Reduktionsreaktionen von Gas auf der Oberfläche von Halbleitern, was zu Widerstandsänderungen empfindlicher Komponenten führt:
Sauerstoff und andere Gase mit der Tendenz, negative Ionen zu adsorbieren, werden oxidierende Gase genannt – elektronenaufnehmende Gase;
Gase mit einer positiven Ionenadsorptionstendenz, wie Wasserstoff, Kohlenoxide und Alkohole, werden reduzierte Gase – elektronenversorgte Gase – genannt.
Wenn oxidierende (reduzierende) Gase an Halbleitern vom Typ N (P) adsorbiert werden, nehmen die Ladungsträger der Halbleiter ab (erhöht sich) und der spezifische Widerstand nimmt zu (sinkt); Auf Halbleitern vom Typ P(N) adsorbiert nehmen die Ladungsträger der Halbleiter zu (sinken) und der spezifische Widerstand nimmt ab (zunehmen). (Es ist ersichtlich, dass oxidierende und reduzierende Halbleiter völlig gegensätzlich sind.) Daher können diese Eigenschaften das entsprechende Gas effektiv erkennen.
Halbleiter-Gassensoren können effektiv zur Erkennung vieler Gase wie Methan, Ethan, Propan, Butan, Alkohol, Formaldehyd, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ethylen, Acetylen, Vinylchlorid, Styrol, Acrylsäure usw. eingesetzt werden. Insbesondere diese Art von Der Sensor ist kostengünstig und kann sowohl industrielle als auch zivile Anforderungen erfüllen.
Nachteile: Geringe Stabilität, erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt und ungeeignet für den Einsatz an Standorten mit genauen Messanforderungen.
