Terangkan prinsip pengesanan pengesan gas secara terperinci.
Pengesan gas ialah alat yang direka khas untuk mengesan kepekatan gas yang selamat. Prinsip kerjanya adalah terutamanya untuk menukar isyarat bukan elektrik fizikal atau kimia yang dikumpul oleh sensor gas kepada isyarat elektrik, dan kemudian membetulkan dan menapis isyarat elektrik di atas melalui litar luaran, dan mengawal modul yang sepadan melalui isyarat yang diproses ini untuk merealisasikan pengesanan gas. . Walau bagaimanapun, teras pengesan gas ialah komponen sensor terbina dalam. Mengikut gas berbeza yang dikesan, prinsip teknologi pengesanan adalah berbeza, dan prinsipnya dibahagikan kepada enam kategori berikut:
1) prinsip pembakaran pemangkin:
Penderia pembakaran pemangkin menggunakan prinsip kesan haba pembakaran pemangkin untuk membentuk jambatan pengukur. Di bawah keadaan suhu tertentu, gas mudah terbakar terbakar tanpa api pada permukaan pembawa unsur pengesanan dan di bawah tindakan pemangkin, dan suhu pembawa meningkat, dan rintangan wayar platinum yang melaluinya juga meningkat dengan sewajarnya, jadi bahawa jambatan imbangan kehilangan keseimbangan dan mengeluarkan isyarat elektrik yang berkadar dengan kepekatan gas mudah terbakar. Dengan mengukur perubahan rintangan wayar platinum, kepekatan gas mudah terbakar boleh diketahui.
Ia digunakan terutamanya untuk pengesanan gas mudah terbakar, dengan kelinearan isyarat keluaran yang baik, indeks yang boleh dipercayai, harga yang berpatutan dan tiada jangkitan silang dengan gas tidak mudah terbakar yang lain.
2) prinsip inframerah:
Penderia inframerah secara berterusan melepasi gas untuk diukur melalui bekas dengan panjang dan isipadu tertentu, dan memancarkan pancaran cahaya inframerah dari sisi salah satu daripada dua muka hujung telap cahaya bekas. Apabila panjang gelombang sensor inframerah bertepatan dengan garis penyerapan gas yang akan diukur, tenaga inframerah diserap, dan pengecilan intensiti cahaya cahaya inframerah selepas melalui gas yang akan diukur memenuhi undang-undang Lambert-Beer. Semakin besar kepekatan gas, semakin besar pengecilan cahaya. Pada masa ini, penyerapan sinar inframerah adalah berkadar terus dengan kepekatan bahan penyerap cahaya, jadi kepekatan gas boleh diukur dengan mengukur pengecilan sinar inframerah oleh gas.
Penderia gas inframerah mempunyai ciri-ciri hayat perkhidmatan yang panjang (3-5 tahun), kepekaan tinggi, kestabilan yang baik, tiada ketoksikan, kurang gangguan daripada persekitaran dan tiada pergantungan kepada oksigen, dsb. Penderia gas inframerah mempunyai sensitiviti pemantauan yang tinggi , dan boleh membezakan dengan tepat walaupun mikro-PPB atau gas PPM berkepekatan rendah. Julat pengukur adalah luas, secara amnya, gas 100% VOL dengan kepekatan tinggi boleh dianalisis, dan analisis kepekatan rendah tahap 1ppb juga boleh dilakukan.
3) Prinsip elektrokimia:
Penderia elektrokimia biasanya terdiri daripada tiga bahagian: elektrod, elektrolit dan elektrod semikonduktor ialah bahagian teras penderia, yang diperbuat daripada bahan logam atau semikonduktor dan boleh bertindak balas secara kimia dengan molekul gas. Elektrolit ialah cecair konduktif, yang boleh menyambung elektrod dengan semikonduktor untuk membentuk litar lengkap. Semikonduktor adalah bahan khas, yang boleh menukar isyarat semasa antara elektrod dan elektrolit kepada isyarat digital, dengan itu merealisasikan pengesanan kepekatan gas.
Prinsip kerja penderia gas elektrokimia adalah berdasarkan tindak balas redoks. Apabila molekul gas bersentuhan dengan permukaan elektrod, ia akan mengalami tindak balas redoks dan menjana isyarat semasa. Isyarat arus ini boleh dipindahkan ke semikonduktor melalui elektrolit dan kemudian ditukar kepada isyarat digital. Isyarat digital adalah berkadar dengan kepekatan gas, jadi kepekatan gas boleh ditentukan dengan mengukur isyarat digital.
Terutamanya digunakan untuk pengesanan gas toksik, dengan kepekaan yang tinggi, tindak balas yang cepat, kebolehpercayaan yang baik dan hayat perkhidmatan yang panjang. Ia boleh mengesan pelbagai gas, seperti karbon monoksida, karbon dioksida, oksigen, nitrogen dan sebagainya. Ia digunakan secara meluas dalam industri, penjagaan perubatan, perlindungan alam sekitar dan bidang lain.
4) Prinsip pengionan PID:
Prinsip PID ialah gas organik akan mengion di bawah pengujaan sumber cahaya ultraviolet. PID menggunakan lampu UV, dan bahan organik diionkan di bawah pengujaan lampu UV, dan "serpihan" terion mempunyai cas positif dan negatif, dengan itu menghasilkan arus antara dua elektrod. Pengesan menguatkan arus, dan kepekatan gas VOC boleh dipaparkan melalui instrumen dan peralatan.
Ia digunakan terutamanya dalam pemantauan industri penapisan minyak, rawatan kecemasan kebocoran bahan kimia berbahaya, definisi kawasan bahaya kebocoran, pemantauan keselamatan tangki minyak dan stesen minyak, dan pemantauan pelepasan bahan organik dan kecekapan penulenan.
5) Prinsip kekonduksian terma:
Kepekatan gas yang diukur dianalisis terutamanya dengan mengukur perubahan kekonduksian terma gas campuran. Biasanya, perbezaan kekonduksian haba sensor gas kekonduksian terma ditukar kepada perubahan rintangan melalui litar. Kaedah pengesanan tradisional adalah menghantar gas untuk diukur ke dalam ruang gas, dan pusat ruang gas adalah termistor, seperti termistor, wayar platinum atau wayar tungsten, yang dipanaskan pada suhu tertentu untuk menukar perubahan kekonduksian terma gas bercampur ke dalam perubahan rintangan termistor, dan perubahan rintangan boleh diukur dengan mudah dan tepat.
6) prinsip semikonduktor:
Sensor gas semikonduktor dibuat dengan menggunakan tindak balas pengoksidaan-pengurangan gas pada permukaan semikonduktor untuk menukar nilai rintangan unsur sensitif. Apabila peranti semikonduktor dipanaskan kepada keadaan stabil, apabila gas menyentuh permukaan semikonduktor dan diserap, molekul yang terjerap mula-mula meresap secara bebas pada permukaan objek, kehilangan tenaga gerakannya, beberapa molekul tersejat, dan yang lain molekul yang tinggal diuraikan secara terma dan diserap pada permukaan objek. Apabila fungsi kerja semikonduktor kurang daripada pertalian molekul terjerap, molekul terjerap akan mengambil elektron daripada peranti dan menjadi penjerapan ion negatif, dan permukaan semikonduktor membentangkan lapisan cas.
