學(xué)校食堂丙烷氣體檢測報警器不完全分類(lèi)原理及應用

學(xué)校食堂丙烷氣體檢測報警器不完全分類(lèi)原理及應用

氣體傳感器的分類(lèi)，從檢測氣體種類(lèi)上，常分為可燃氣體傳感器(常采用催化燃燒式、紅外、熱導、半導體式)、有毒氣體傳感器(一般采用電化學(xué)、金屬半導 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(常采用順磁式、氧化鋯式)等其它類(lèi)傳感器；從儀表使用方法上，分為便攜式和 固定式；從獲得氣體樣品的方式上，分為擴散式(即傳感器直接安裝在被測對象環(huán)境中，實(shí)測氣體通過(guò)自然擴散與傳感器檢測元件直接接觸)、吸入式(是指通過(guò)使 用吸氣泵等手段，將待測氣體引入傳感器檢測元件中進(jìn)行檢測。根據對被測氣體是否稀釋?zhuān)挚杉毞譃橥耆胧胶拖♂屖降?；從分析氣體組分上，分為單一式 (僅對特定氣體進(jìn)行檢測)和復合式(對多種氣體成分進(jìn)行同時(shí)檢測)；按傳感器檢測原理，分為熱學(xué)式、電化學(xué)式、磁學(xué)式、光學(xué)式、半導體式、氣相色譜式等。

熱學(xué)式氣體傳感器

      熱學(xué)式氣體傳感器主要有熱導式和熱化學(xué)式兩大類(lèi)。熱導式是利用氣體的熱導率，通過(guò)對其中熱敏元件電阻的 變化來(lái)測量一種或幾種氣體組分濃度的，其在工業(yè)界的應用已有幾十年的歷史，其儀表類(lèi)型較多，能分析的氣體也較廣泛(如H2、CO2、SO2、NH3、Ar 等)。熱化學(xué)式是基于被分析氣體化學(xué)反應的熱效應，其中廣泛應用的是氣體的氧化反應(即燃燒)，其典型為催化燃燒式氣體傳感器，其關(guān)鍵部件為涂有燃燒催化 劑的惠斯通電橋，主要用于檢測可燃氣體，如煤氣發(fā)生站、制氣廠(chǎng)用來(lái)分析空氣中的CO、H2 、C2H2等可燃氣體，采煤礦井用于分析坑道中的CH4含量，石油開(kāi)采船只分析現場(chǎng)漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管倉庫或原料車(chē)間分析空氣中的石油蒸 氣、酒精乙醚蒸氣等。美國RAE Systems公司生產(chǎn)的FGM-3100催化燃燒式可燃氣體檢測儀，其采樣方式為擴散式，檢測精度達±2%滿(mǎn)量程，響應時(shí)間<15s。

催化燃燒式氣體傳感器

      催化燃燒式氣體傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是對所有可燃氣體的響應有廣譜性，對環(huán)境溫度、濕度影響不敏感，輸出信號近線(xiàn)性，且其結構簡(jiǎn)單，成本低。但其主要不足是精度低，工作溫度高 (內部溫度可達700～800℃)，電流功耗大，易受硫化物、鹵素化合物等中毒的不利影響等。

電化學(xué)式氣體傳感器

      電化學(xué)式氣體傳感器是利用被測氣體的電化學(xué)活性，將其電化學(xué)氧化或還原，從而分辨氣體成分，檢測氣體濃度的。較常見(jiàn)的電化學(xué)傳感器類(lèi)型有原電池型(其 工作原理類(lèi)似于燃料電池)、恒定電位電解池型(在電流強制作用下工作，屬庫侖分析類(lèi)傳感器)等。目前，電化學(xué)傳感器是檢測有毒、有害氣體最常見(jiàn)和最成熟的 傳感器。其特點(diǎn)是體積小，功耗小，線(xiàn)性和重復性較好，分辨率一般可以達到0.1ppm，壽命較長(cháng)。不足是易受干擾，靈敏度受溫度變化影響較大?；裟犴f爾旗 下的英國城市技術(shù)公司所生產(chǎn)的用于檢測H 2 S的3HH電化學(xué)傳感器，其測量范圍0～50ppm，最大允許值500ppm，分辨率為0.1ppm，外形尺寸約為外徑42mmX高18mm，其主要交叉 干擾源有CO、SO2、NO、NO2、H2等。氧化鋯氧量傳感器是電化學(xué)式成分分析傳感器中發(fā)展比較晚的一種，開(kāi)始出現于20世紀60年代，其工作基理是 根據濃差電池原理，通過(guò)測量待分析氣體和參比氣體因氧氣濃度差異而導致的濃差電動(dòng)勢，來(lái)測量待分析氣體中的含氧量。由于它具有結構簡(jiǎn)單、工作可靠、靈敏度 高、穩定性好、響應速度快、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展較快。常應用于硫酸、空氣分離、鍋爐燃燒等多組分氣體的氧量分析以及熔融金屬的含氧測定等。

磁學(xué)式氣體分析傳感器

      在磁學(xué)式氣體分析傳感器中，最常見(jiàn)的是利用氧氣的高磁化特性來(lái)測量氧氣濃度的磁性氧量分析傳感器，其氧量的測量范圍最寬，是一種十分有效的氧量測量?jì)x 表。常用的有熱磁對流式氧量分析傳感器(按構成方式不同，又可細分為測速熱磁式、壓力平衡熱磁式)和磁力機械式氧量分析傳感器。其典型應用場(chǎng)合有化肥生 產(chǎn)、深冷空氣分離、火電站燃燒系統、天然氣制乙炔等工業(yè)生產(chǎn)中氧的控制和連鎖，廢氣、尾氣、煙氣等排放的環(huán)保監測等。

光學(xué)式氣體傳感器

      光學(xué)式氣體傳感技術(shù)是起步較晚，但發(fā)展最快的技術(shù)之一。工業(yè)中常用的類(lèi)型有紅外線(xiàn)氣體分析儀、紫外線(xiàn)分析儀、光電比色式分析儀、化學(xué)發(fā)光式分析儀、光散射式分析儀等。 　　

紅外線(xiàn)式的工作原理是利用被測氣體的紅外吸收光譜特征或熱效應而實(shí)現氣體濃度測量的，常用光譜范圍1～25μm，常用的類(lèi)型有DIR色散紅外線(xiàn)式和 NDIR非色散紅外線(xiàn)式。日本島津所生產(chǎn)的SOA-307/307Dx二氧化硫連續分析儀，測量方法是采用單光源雙光柱非色散紅外線(xiàn)吸收法，即通過(guò)向被測 氣體輻射寬帶紅外線(xiàn)并用波長(cháng)選擇檢測器來(lái)選擇指定頻帶，以此來(lái)測量SO2特定波長(cháng)紅外線(xiàn)輻射的吸收，其測量范圍為最小0～100ppm，最大可達 0～1vol%。