Typische Sensoren in Gasdetektoren
Der Kernbestandteil des Gasdetektors ist der Gassensor, der je nach den verschiedenen Gasdetektionsprinzipien variiert. Zu den gängigen Gassensoren gehören: PID-Photoionensensor, Infrarotsensor, elektrochemischer Sensor, katalytischer Verbrennungssensor und Halbleitersensor. Die folgende Honey Iger-Technologie stellt Ihnen das Funktionsprinzip sowie die Vor- und Nachteile jedes Sensors ausführlich vor.
1. Infrarotprinzip des Gasdetektors
Prinzip: Der NDIR-Sensor mit nichtspektralem Infrarotprinzip basiert auf dem Beer-Lambert-Infrarotabsorptionsgesetz, d. h. verschiedene Gase absorbieren Licht einer bestimmten Wellenlänge, und die Intensität der Absorption ist proportional zur Konzentration des Gases, um eine Erkennung zu erreichen. Mithilfe eines Filters wird das Infrarotlicht in ein kleines Band erforderlicher Spektrallinien aufgeteilt, und das zu detektierende Gas absorbiert die Spektrallinien dieses kleinen Bandes.
Vorteile: hohe Zuverlässigkeit, gute Selektivität, hohe Präzision, keine Toxizität, weniger Störungen durch die Umgebung, lange Lebensdauer und keine Abhängigkeit von Sauerstoff.
Nachteile: Es wird stark von der Luftfeuchtigkeit beeinflusst und die Arten von Erkennungsgasen sind begrenzt. Derzeit wird es hauptsächlich in Methan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefelhexafluorid, Schwefeldioxid, Kohlenwasserstoffen und anderen Gasen verwendet.
2. Halbleiterprinzip des Gasdetektors
Prinzip: Der Halbleiter-Gassensor besteht aus einigen Metalloxid-Halbleitermaterialien und bei einer bestimmten Temperatur ändert sich der Widerstand mit der Zusammensetzung des Umgebungsgases. Der Alkoholsensor basiert beispielsweise auf dem Prinzip, dass der Widerstand stark abnimmt, wenn Zinndioxid bei hoher Temperatur auf Alkoholgas trifft.
Vorteile: Es bietet die Vorteile niedriger Kosten, einfacher Herstellung, hoher Empfindlichkeit, schneller Reaktion, langer Lebensdauer, geringer Feuchtigkeitsempfindlichkeit und einfacher Schaltung.
Nachteile: schlechte Stabilität, starker Einfluss auf die Umgebung, insbesondere die Selektivität jedes Sensors ist nicht eindeutig und die Ausgabeparameter können nicht bestimmt werden. Daher eignet es sich nicht für den Einsatz an Orten, an denen genaue Messungen erforderlich sind, und wird hauptsächlich für zivile Zwecke verwendet.
3. Das Prinzip der katalytischen Verbrennung des Gasdetektors
Prinzip: Der katalytische Verbrennungssensor soll eine hochtemperaturbeständige Katalysatorschicht auf der Oberfläche des Platinwiderstands vorbereiten. Bei einer bestimmten Temperatur wird das brennbare Gas an der Oberfläche katalytisch verbrannt. Durch die Verbrennung steigt die Temperatur des Platinwiderstands und der Widerstand ändert sich. Der Änderungswert ist eine Funktion der Konzentration des brennbaren Gases.
Vorteile: Der katalytische Verbrennungsgassensor erkennt brennbare Gase selektiv: Der Sensor reagiert nicht auf alles, was nicht verbrannt werden kann. Schnelle Reaktion, lange Lebensdauer, weniger Einfluss auf Temperatur, Feuchtigkeit und Druck. Die Ausgabe des Sensors steht in direktem Zusammenhang mit der Explosionsgefahr der Umgebung und ist ein dominierender Sensortyp im Bereich der Sicherheitserkennung.
Nachteile: Im Bereich brennbarer Gase besteht keine Selektivität. Der Sensor kann leicht vergiftet werden und die meisten elementaren organischen Dämpfe haben eine vergiftende Wirkung auf den Sensor.
Hinweis: Die Realisierung der katalytischen Verbrennungserkennung ist bedingt. Es muss sichergestellt werden, dass die Detektionsumgebung ausreichend Sauerstoff enthält. In einer sauerstofffreien Umgebung kann diese Erkennungsmethode möglicherweise keine brennbaren Gase erkennen. Bestimmte bleihaltige Verbindungen (insbesondere Tetraethylblei), Schwefelverbindungen, Silizium, Phosphorverbindungen, Schwefelwasserstoff und halogenierte Kohlenwasserstoffe können den Sensor vergiften oder beeinträchtigen.
4. PID-Prinzip des Gasdetektors
Prinzip: PID besteht aus einer ultravioletten Lichtquelle, einer Ionenkammer und anderen Hauptteilen. In der Ionenkammer befinden sich positive und negative Elektroden, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Das zu messende Gas wird unter Bestrahlung mit einer UV-Lampe ionisiert, um positive und negative Ionen zu erzeugen, und zwischen den Elektroden entsteht ein Strom. Verstärken Sie das Ausgangssignal
Vorteile: hohe Empfindlichkeit, kein Vergiftungsproblem.
Nachteile: nicht selektiv, stark anfällig für Feuchtigkeit, kurze Lebensdauer der UV-Lampe, teuer.
5. Elektrochemisches Prinzip des Gasdetektors
Prinzip: Es funktioniert, indem es den Elektrolyten im Sensor mit dem Zielgas zur Reaktion bringt und ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zur Gaskonzentration ist.
Vorteile: großer Betriebstemperaturbereich, mehrere Messbereiche, hohe Empfindlichkeit, linearer Ausgang, gute Selektivität
Nachteile: kurze Lebensdauer, begrenzte Lagerdauer, kurze Lebensdauer in extrem trockenen oder hochkonzentrierten Gasumgebungen, unspezifisch, störanfällig, Feuchtigkeit beeinträchtigt die Genauigkeit.
HINWEIS: Die meisten Sensoren für giftige Gase benötigen geringe Mengen Sauerstoff, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Zu diesem Zweck befindet sich auf der Rückseite des Sensors eine Entlüftungsöffnung. Hohe Luftfeuchtigkeit und starke Trockenheit beeinträchtigen die Lebensdauer des Sensors. Kurzfristige Druckänderungen können zu einem vorübergehenden Sensorausgang führen und auch zu einem Fehlalarm führen.
