常見(jiàn)問(wèn)題
隨著人們生活水平的提高和對(duì)環(huán)保的日益重視,對(duì)大氣污染、工業(yè)廢氣的監(jiān)控的檢測(cè)提出了更高的要求,作為感官或信號(hào)輸入部分之一的氣體傳感器是必不可少的。氣體傳感器能夠?qū)崟r(shí)對(duì)各種氣體進(jìn)行檢測(cè)和分析,具有靈敏度高,響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn);加上微電子、微加工技術(shù)和自動(dòng)化、智能化技術(shù)的迅速發(fā)展,使得氣體傳感器在大氣污染、工業(yè)廢氣污染監(jiān)測(cè)中使用越來(lái)越廣泛。
氣體傳感器是氣體檢測(cè)系統(tǒng)(氣體分析儀)的核心,通常安裝在分析儀內(nèi)。也會(huì)有置于待監(jiān)測(cè)氣體環(huán)境中的傳感器。從本質(zhì)上講,氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。氣體傳感器主要用于針對(duì)某種特定氣體進(jìn)行檢測(cè),測(cè)量該氣體在傳感器的濃度。
那氣體傳感器如何分類(lèi)呢?
從檢測(cè)氣體種類(lèi)上,通常分為可燃?xì)怏w傳感器(催化燃燒式、紅外、熱導(dǎo)、半導(dǎo)體式)、有毒氣體傳感器(電化學(xué)、金屬半導(dǎo)體、光離子化、火焰離子化式)、有害氣體傳感器(常采用紅外、紫外等)、氧氣(電化學(xué)、順磁式、氧化鋯式)等其它類(lèi)傳感器。
從獲得氣體樣品的方式上,通常分為擴(kuò)散式氣體傳感器(即傳感器直接安裝在被測(cè)對(duì)象環(huán)境中,實(shí)測(cè)氣體通過(guò)自然擴(kuò)散與傳感器檢測(cè)元件直接接觸)、吸入式氣體傳感器(是指通過(guò)采樣泵等手段,將待測(cè)氣體引入傳感器檢測(cè)元件中進(jìn)行檢測(cè)。)
按傳感器檢測(cè)原理,通常分為熱導(dǎo)氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器、磁學(xué)式氣體傳感器、光學(xué)式氣體傳感器、半導(dǎo)體式氣體傳感器、氣相色譜式氣體傳感器等。
其中熱導(dǎo)式是利用氣體的熱導(dǎo)率,通過(guò)對(duì)其中熱敏元件電阻的變化來(lái)測(cè)量一種或幾種氣體組分濃度的,即通過(guò)混合氣體之導(dǎo)熱率的測(cè)量來(lái)決定混合氣體中某種氣體的含量。一般監(jiān)測(cè)氣體為氫氣或氬氣。
紅外氣體傳感器是由一個(gè)完整的紅外氣體傳感器由紅外光源、光學(xué)腔體、紅外探測(cè)器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成。這種傳感器利用氣體對(duì)特定頻率的紅外光譜的吸收作用制成。紅外光從發(fā)射端射向接收端,當(dāng)有氣體時(shí),對(duì)紅外光產(chǎn)生吸收,接收到的紅外光就會(huì)減少,從而檢測(cè)出氣體含量。一般監(jiān)測(cè)氣體為CO、CO2、CH4、N2O等。
電化學(xué)氧氣分析儀的的核心原件是一個(gè)電化學(xué)氧氣傳感器。常見(jiàn)的電化學(xué)氧氣傳感器由一個(gè)傳感電極(或工作電極)和一個(gè)對(duì)電極組成,兩個(gè)電極間有一層薄薄的電解液。要檢測(cè)的氣體先通過(guò)一個(gè)小的毛細(xì)口傳感器,然后通過(guò)一個(gè)疏水膜擴(kuò)散進(jìn)入,最終到達(dá)電極表面。傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證會(huì)有適量的氣體進(jìn)入與感應(yīng)電極反應(yīng)產(chǎn)生足夠的電信號(hào),并同時(shí)防止電解液泄漏出傳感器。通過(guò)疏水膜擴(kuò)散進(jìn)入傳感器里的氣體在感應(yīng)電極發(fā)生氧化/還原反應(yīng),電極間連接一個(gè)電阻,這樣,陰極和陽(yáng)極間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與氧濃度成正比的電流。通過(guò)檢測(cè)這個(gè)電流,就反應(yīng)出氣體中的氧濃度。
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