氣體檢測儀是一種氣體(tǐ)泄露濃度(dù)檢(jiǎn)測的儀器儀表(biǎo)工具(jù),其中包括:便攜式氣體檢測儀、手持式(shì)氣體檢測儀、固定(dìng)式氣體檢測儀、在(zài)線(xiàn)式氣體檢測儀等(děng)。主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在(zài)的(de)氣體種類(lèi),氣體(tǐ)傳感器是用來(lái)檢測氣體的成份和含量的(de)傳感器。
一(yī)般認為,氣體傳感器的定義是以檢測目標為分類基礎的,也就是說,凡是用於檢測氣體(tǐ)成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不管(guǎn)它是用物理方法,還是用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看(kàn)作氣體(tǐ)傳感器,但是熱導式氣(qì)體分析(xī)儀卻屬於重要的氣體傳感器,盡管它(tā)們有時(shí)使用大體一(yī)致的檢測原理。
儀器氣體檢測儀種類
半導體式
它是利用一些金屬氧化物半導體材料,在一定溫度下,電導率隨著環境氣體成份的變化而變化的原理製造的。比如,酒精傳感器,就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原(yuán)理製備的。
優(yōu)點(diǎn)
半導體式氣體傳感(gǎn)器可以有效地用於:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛(quán)、一氧化碳(tàn)、二氧化碳、乙烯、乙炔(quē)、氯乙烯(xī)、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測。尤其是,這種傳感器成本低(dī)廉(lián),適宜(yí)於民用氣體檢測的需求。下列(liè)幾(jǐ)種半導體式氣體傳感器(qì)是成功的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化(huà)碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高質量的傳感器可以滿足工業檢測的需要(yào)。
缺點
穩(wěn)定性(xìng)較差,受環境影響較大;尤其,每一種傳感器(qì)的選擇性都不是唯(wéi)一的,輸出參數也不能確定。因(yīn)此,不(bú)宜應(yīng)用於計量準確要求的場所。
燃燒式
這種傳感器是在白金電阻的表(biǎo)麵製備耐高(gāo)溫的催化劑(jì)層,在一定的溫度下,可燃性(xìng)氣體在其表麵催化燃燒,燃燒是(shì)白金電阻溫度(dù)升高,電阻變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數。
優點
催化燃燒式氣體(tǐ)傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡是不能燃燒的,傳感器都沒有任何響應。催化燃燒式氣體傳感器計量準確,響(xiǎng)應(yīng)快速,壽命較長。傳感器的輸出與環境的爆炸(zhà)危險直接(jiē)相關,在安(ān)全檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺點
在可燃性氣體(tǐ)範圍內,無選擇性。暗火工作,有引燃爆炸的危險。大部分元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(lǜ)差別較大(dà)時,可以利用熱(rè)導(dǎo)元件,分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經傳感器地用於氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃度(dù)甲烷的檢測(cè)。
這種氣體傳感器可應用(yòng)範圍較窄,限製因素較(jiào)多。
電化學式
它相當一部分的可燃性的、有毒(dú)有害氣體(tǐ)都有電化學活性,可(kě)以(yǐ)被(bèi)電化學氧化或者還原。利用這些反應,可以分辨氣體成份、檢(jiǎn)測(cè)氣體(tǐ)濃度。電化學氣體傳(chuán)感器(qì)分很多(duō)子類:
(1)、原電池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器,也有稱燃料電(diàn)池型氣體傳感器,也有稱自(zì)發(fā)電(diàn)池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的幹電池,隻是(shì),電池的(de)碳錳電極(jí)被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為(wéi)例,氧在陰極被還原,電子通過電流表流到(dào)陽極,在那裏(lǐ)鉛金屬(shǔ)被氧化。電(diàn)流的大小與(yǔ)氧氣的濃(nóng)度直接相(xiàng)關。這種傳感器可以有效地檢(jiǎn)測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電(diàn)解池型(xíng)氣(qì)體傳感器,這種傳感器用於檢測還(hái)原性(xìng)氣體非常(cháng)有效,它的原(yuán)理與原電池(chí)型傳感(gǎn)器(qì)不一樣,它的電化學反應是(shì)在電流強製下發生(shēng)的,是一種真正的(de)庫侖分析的傳感器。這種傳感器已(yǐ)經成功地用於:一氧化碳、硫化氫、氫(qīng)氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中,是現有毒有害氣體檢測的主流傳感器。
(3)、濃(nóng)差電池型(xíng)氣體傳(chuán)感器(qì),具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側,會自發形成濃差電動勢,電(diàn)動勢的大小與氣體的濃度有關,這種傳感器的(de)成功實例就是(shì)汽車用氧(yǎng)氣傳(chuán)感器(qì)、固體電(diàn)解(jiě)質型二氧化碳傳感器。
(4)、極限電流型氣體傳感(gǎn)器,有一種測量氧氣濃度的傳感器利(lì)用(yòng)電化(huà)池中的(de)極限電流(liú)與載流子濃度相關的原理製備氧(氣)濃度傳感器,用於汽車的(de)氧氣檢測,和鋼水(shuǐ)中氧濃度檢(jiǎn)測。
紅外線
大部分的氣(qì)體(tǐ)在中紅外區都有特(tè)征吸(xī)收峰,檢測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確定(dìng)某氣體的濃度。
這種傳感器過去都是大型的分析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術為(wéi)基礎的(de)傳感器工業的發展,這(zhè)種傳感器的體積已經由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指(zhǐ)大小)左右(yòu)。使用(yòng)無需調製光源的紅外探測器使得(dé)儀器完全沒有機械運動部件,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(qì)體的種類,準確測(cè)定氣體濃度。
這(zhè)種(zhǒng)傳感器(qì)成功的用(yòng)於(yú):二氧化碳(tàn)、甲烷的檢(jiǎn)測。
氣體檢測儀分類
按使(shǐ)用方式(shì)可分為台式氣體檢測儀和(hé)手持氣體檢測儀
按可檢測的氣體數量(liàng)可分為(wéi)單一氣體檢測儀和(hé)多種氣體(tǐ)檢測儀
按氣(qì)體傳感器(qì)的原理可(kě)分為紅(hóng)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(shì)氣體(tǐ)檢測儀、紫外線氣體檢測儀等。
四合一氣體檢測儀原理
以常見的紅外線氣體檢測儀為(wéi)例,說明氣體(tǐ)檢測儀的原理:
測量這種吸收光譜可判別出氣體的種(zhǒng)類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。紅外線檢測儀的使用範圍寬,不僅可分析氣體成分,也可分析溶液成分,且靈敏度較高,反應迅速,能在線連續指示,也可組(zǔ)成調節係統。工業上常用(yòng)的紅外線氣體檢(jiǎn)測儀(yí)的檢測部分由兩個並(bìng)列的結構相(xiàng)同的光學係統組成。
一(yī)個是測量室,一個是參比室。兩室通過切光板以一(yī)定周期同時(shí)或交替開閉光路。在測(cè)量室中導入被測氣體後,具有被測氣體特有波長的光被(bèi)吸收,從而使透過測量室這一光路而(ér)進入紅外(wài)線接收氣室的光通量減少。氣體濃度越高,進入到紅外線(xiàn)接(jiē)收氣室的光(guāng)通量就越(yuè)少;而透過參比室的光通量是一定的,進入到紅外線接收氣室的光(guāng)通量也一定。因此,被測氣體(tǐ)濃度越高,透過(guò)測量室和(hé)參比室的光通量差值就越大。這個光通量差值是以一定周期振動的振幅投射到紅外線接收(shōu)氣室的。接收氣室用幾(jǐ)微米厚的金屬薄(báo)膜分隔為兩半部,室內封有濃度較大的被測組分氣體,在吸收波長範圍內能將射入的紅(hóng)外線全(quán)部吸收,從而使脈動的光通量變為溫度的周期變化,再可根據氣態(tài)方程使溫度的變化(huà)轉換為壓力的變化(huà),然後用電容式傳感器來檢測,經(jīng)過放大處理後指示出被測氣(qì)體濃度。除用電容式(shì)傳感器外,也可(kě)用直接(jiē)檢測紅外線的量子式紅外線傳感器,並采用(yòng)紅外幹涉濾(lǜ)光片進行波長選擇和配以可調(diào)激光器作光(guāng)源,形(xíng)成一種嶄新的全固體式紅外氣體(tǐ)檢測(cè)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(chéng)氣體濃度的測(cè)量。此外,若(ruò)采用裝有多個不同波長的濾光(guāng)盤,則能同時分別測定多組分氣體中的各種氣體的(de)濃度。
可(kě)燃氣體檢測儀用途
氣體檢測儀可檢測硫(liú)化氫,一氧(yǎng)化碳,氧氣(qì),二氧化硫(liú),磷化氫,氨氣,二氧化氮,氰(qíng)化氫,氯氣,二氧(yǎng)化氯,臭氧和可燃(rán)氣體(tǐ)等多種氣體,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測。 可以實現特殊場合測量需要;可對坑道、管道、罐(guàn)體、密閉空間等進行氣體濃度探測或泄漏探測。