Explique detalhadamente o princípio de detecção do detector de gás.
O detector de gás é um instrumento especialmente projetado para detectar a concentração segura de gás. Seu princípio de funcionamento é principalmente converter os sinais não elétricos físicos ou químicos coletados pelo sensor de gás em sinais elétricos e, em seguida, retificar e filtrar os sinais elétricos acima através de circuitos externos e controlar os módulos correspondentes através desses sinais processados para realizar a detecção de gás. . No entanto, o núcleo do detector de gás são os componentes integrados do sensor. De acordo com os diferentes gases detectados, os princípios da tecnologia de detecção são diferentes e os princípios são divididos principalmente nas seis categorias a seguir:
1) princípio da combustão catalítica:
O sensor de combustão catalítica utiliza o princípio do efeito térmico da combustão catalítica para formar uma ponte de medição. Sob certas condições de temperatura, o gás combustível queima sem chama na superfície do transportador do elemento de detecção e sob a ação do catalisador, e a temperatura do transportador aumenta, e a resistência do fio de platina que passa por ele também aumenta de acordo, então que a ponte de equilíbrio perde o equilíbrio e emite um sinal elétrico proporcional à concentração de gás combustível. Medindo a variação da resistência do fio de platina, a concentração de gás combustível pode ser conhecida.
É utilizado principalmente para a detecção de gases combustíveis, com boa linearidade de sinal de saída, índice confiável, preço acessível e sem infecção cruzada com outros gases não combustíveis.
2) princípio infravermelho:
O sensor infravermelho passa continuamente o gás a ser medido através de um recipiente com um determinado comprimento e volume e emite um feixe de luz infravermelha do lado de uma das duas faces finais permeáveis à luz do recipiente. Quando o comprimento de onda do sensor infravermelho coincide com a linha de absorção do gás a ser medido, a energia infravermelha é absorvida e a atenuação da intensidade da luz infravermelha após passar pelo gás a ser medido satisfaz a lei de Lambert-Beer. Quanto maior a concentração do gás, maior será a atenuação da luz. Neste momento, a absorção dos raios infravermelhos é diretamente proporcional à concentração de substâncias absorventes de luz, de modo que a concentração do gás pode ser medida medindo a atenuação dos raios infravermelhos pelo gás.
O sensor infravermelho de gás possui características de longa vida útil (3-5 anos), alta sensibilidade, boa estabilidade, nenhuma toxicidade, menos interferência do meio ambiente e nenhuma dependência de oxigênio, etc. , e pode distinguir com precisão até mesmo gás micro-PPB ou PPM de baixa concentração. A faixa de medição é ampla, geralmente, gás 100%VOL com alta concentração pode ser analisado, e análise de baixa concentração de nível 1ppb também pode ser realizada.
3) Princípio eletroquímico:
O sensor eletroquímico geralmente consiste em três partes: eletrodo, eletrólito e eletrodo semicondutor são as partes principais do sensor, que são feitas de metal ou materiais semicondutores e podem reagir quimicamente com moléculas de gás. O eletrólito é um líquido condutor que pode conectar eletrodos com semicondutores para formar um circuito completo. O semicondutor é um material especial, que pode converter o sinal de corrente entre o eletrodo e o eletrólito em sinal digital, realizando assim a detecção da concentração de gás.
O princípio de funcionamento do sensor eletroquímico de gás é baseado na reação redox. Quando as moléculas de gás entram em contato com a superfície do eletrodo, elas sofrerão uma reação redox e gerarão sinais de corrente. Este sinal de corrente pode ser transferido para o semicondutor através do eletrólito e depois convertido em um sinal digital. O sinal digital é proporcional à concentração do gás, portanto a concentração do gás pode ser determinada medindo o sinal digital.
Utilizado principalmente para detecção de gases tóxicos, com alta sensibilidade, resposta rápida, boa confiabilidade e longa vida útil. Ele pode detectar uma variedade de gases, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxigênio, nitrogênio e assim por diante. É amplamente utilizado na indústria, cuidados médicos, proteção ambiental e outros campos.
4)Princípio de fotoionização PID:
O princípio do PID é que o gás orgânico ionizará sob a excitação da fonte de luz ultravioleta. O PID utiliza uma lâmpada UV, e a matéria orgânica é ionizada sob a excitação da lâmpada UV, e os “fragmentos” ionizados possuem cargas positivas e negativas, gerando assim uma corrente entre os dois eletrodos. O detector amplifica a corrente e a concentração de gás VOCs pode ser exibida através de instrumentos e equipamentos.
É usado principalmente no monitoramento da indústria de refino de petróleo, tratamento de emergência de vazamento de produtos químicos perigosos, definição de área de perigo de vazamento, monitoramento de segurança de tanques de petróleo e postos de gasolina e monitoramento de emissão de matéria orgânica e eficiência de purificação.
5) Princípio da condutividade térmica:
A concentração do gás medido é analisada principalmente medindo a mudança na condutividade térmica do gás misturado. Normalmente, a diferença de condutividade térmica do sensor de gás de condutividade térmica é convertida na mudança de resistência através do circuito. O método de detecção tradicional consiste em enviar o gás a ser medido para uma câmara de gás, e o centro da câmara de gás é um termistor, como um termistor, fio de platina ou fio de tungstênio, que é aquecido a uma determinada temperatura para converter a mudança da condutividade térmica do gás misturado na mudança de resistência do termistor, e a mudança de resistência pode ser medida com facilidade e precisão.
6) princípio do semicondutor:
O sensor de gás semicondutor é feito usando a reação de oxidação-redução do gás na superfície do semicondutor para alterar o valor da resistência do elemento sensível. Quando o dispositivo semicondutor é aquecido a um estado estável, quando o gás entra em contato com a superfície do semicondutor e é adsorvido, as moléculas adsorvidas primeiro se difundem livremente na superfície do objeto, perdendo sua energia de movimento, algumas moléculas são evaporadas, e o outro as moléculas restantes são decompostas termicamente e adsorvidas na superfície do objeto. Quando a função de trabalho do semicondutor é menor que a afinidade das moléculas adsorvidas, as moléculas adsorvidas retirarão elétrons do dispositivo e se tornarão adsorventes de íons negativos, e a superfície do semicondutor apresentará uma camada de carga.
