氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測的儀(yí)器儀表工具,其中包(bāo)括(kuò):便攜(xié)式氣體檢測儀、手持(chí)式氣體檢測儀、固定式氣體(tǐ)檢測儀、在線式氣體檢測儀等。主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體種類,氣體(tǐ)傳感器是用來檢測(cè)氣體的成(chéng)份和含量的傳感器。
一般認為,氣體傳感器的定義是以檢測目標為分類基礎的,也就是說,凡是用於檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不管它是用物理(lǐ)方法,還是用化學(xué)方(fāng)法。比如(rú),檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器,但是熱導式氣體分(fèn)析儀卻屬於重要的氣體傳感器,盡管(guǎn)它們有時使用大體(tǐ)一致的檢測原理。
儀器氣體檢測(cè)儀(yí)種(zhǒng)類
半導體式(shì)
它是利用一些金屬氧化(huà)物半導體(tǐ)材料,在一定溫(wēn)度下,電導率隨著環境氣體成(chéng)份的變化而變化的(de)原理製造的。比如,酒精傳感器,就是利(lì)用二氧化錫在高溫(wēn)下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原理製備的。
優點
半導體式氣體傳(chuán)感器可以有效地用(yòng)於:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯(lǜ)乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測。尤其是,這種傳感器成本低廉,適宜於(yú)民用氣體檢(jiǎn)測的需求。下(xià)列幾種半導體式氣體傳感器是成功的:甲(jiǎ)烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(tàn)(城(chéng)市煤氣(qì))、硫(liú)化氫、氨(ān)氣(包括(kuò)胺類,肼(jǐng)類)。高質量的傳感器(qì)可以滿足工業檢測的需要。
缺點
穩定性較(jiào)差,受環境影響較大;尤其,每(měi)一種傳感器的選擇性都不是唯(wéi)一的,輸出參數(shù)也(yě)不能確定。因此,不宜應(yīng)用於計量準確要求的場所。
燃(rán)燒式
這種傳感器是(shì)在白金電阻的表麵製備耐高溫的催化劑層,在一定的溫度下,可燃性氣體在其表麵催化燃燒,燃燒(shāo)是白金電阻溫度升高,電阻變化,變化值是可燃性氣體濃(nóng)度的函數。
優點
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地(dì)檢測可(kě)燃性氣體(tǐ):凡是不能燃燒的,傳感器(qì)都沒有任何(hé)響應。催化燃燒式氣體傳感(gǎn)器計量準確(què),響應快速,壽命較長。傳感器的輸出與環境的爆炸危(wēi)險直接(jiē)相關,在(zài)安全(quán)檢測領域是一類主導地位的(de)傳感(gǎn)器。
缺點
在可燃性氣體範圍(wéi)內,無選擇性。暗火工作,有引燃爆(bào)炸的(de)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,都有自己特(tè)定的熱導率,當兩個和多個氣體(tǐ)的熱導率差別較大時,可以利用熱導元(yuán)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、高濃度甲烷的檢測(cè)。
這種氣體傳感器可應用範圍較窄,限製(zhì)因素較多。
電化學式
它相當一部分的(de)可燃性(xìng)的、有毒有害氣體都有電化學活性,可以被電化學氧化或者還原。利用這些反應,可(kě)以分辨氣體成份、檢(jiǎn)測氣體濃度。電化學氣體傳感器分很多(duō)子類:
(1)、原電(diàn)池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器,也有稱燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發電(diàn)池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的幹電池,隻是,電池的碳錳電極被氣體電(diàn)極替代了。以氧氣傳感器為例,氧在陰極被還原,電子通過電流表流到陽極,在那裏鉛(qiān)金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃(nóng)度直接相關。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二(èr)氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定(dìng)電位電解(jiě)池型氣體傳感器,這種傳感器(qì)用於檢測還原性氣體非常有效,它的原理與原電池型傳感器不一樣(yàng),它(tā)的電化學反應是在電流強製下發生的,是一(yī)種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經成功地用於:一(yī)氧(yǎng)化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼(jǐng)、等氣體的檢測之(zhī)中,是現有毒有害氣體檢測(cè)的主流傳感器(qì)。
(3)、濃差電池型(xíng)氣體傳感(gǎn)器(qì),具(jù)有(yǒu)電化學活性的氣體在電化學電池的兩側,會自發形(xíng)成濃(nóng)差電動(dòng)勢,電動勢的大小與氣體的濃度有關,這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳(tàn)傳感器。
(4)、極限電流型氣體傳感器,有一種測量氧氣濃度(dù)的傳感(gǎn)器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關的原理製備氧(氣)濃度傳感器,用於汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧(yǎng)濃度檢測。
紅外線
大部分的氣體在中紅(hóng)外區都有特征吸收峰,檢測特征吸收峰位置(zhì)的吸收情(qíng)況,就可以確(què)定某氣體的濃度。
這種傳感器過去都是大(dà)型的分析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術為基礎的(de)傳感器工業的發展,這種傳感器的(de)體(tǐ)積已經由10升,45公斤的巨無霸,減(jiǎn)小到2毫升(拇(mǔ)指大小)左右。使用無需調製(zhì)光源的紅外探測器使得儀器完全沒有機械運動部件,完全實現免維護(hù)化。紅外線氣體傳感器可以有(yǒu)效地分辨氣體的種類,準確測定氣體濃度。
這種(zhǒng)傳感器(qì)成功的用於:二氧化碳、甲(jiǎ)烷的(de)檢測。
氣體檢測儀分類(lèi)
按使用方式可分為台(tái)式氣體檢測儀和手持氣體檢測儀
按可(kě)檢測(cè)的氣體數量(liàng)可分為單一氣體檢測儀和多種(zhǒng)氣體檢測儀
按氣體傳感器的(de)原理可(kě)分為紅外線氣體檢測儀、熱磁氣體檢測儀、電化學式氣體檢(jiǎn)測(cè)儀、半導體式氣體檢測儀、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(qì)體檢測儀為例,說明氣體檢測儀的原理:
測量這種(zhǒng)吸收光譜可判別出氣體(tǐ)的種類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。紅外線檢(jiǎn)測儀的使用範圍(wéi)寬,不僅可分(fèn)析氣體(tǐ)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,也可組成調節係統。工業上常用的(de)紅(hóng)外線氣體檢測(cè)儀的檢(jiǎn)測部分由兩個並列的結構相同的光學係統組成。
一個是(shì)測量室(shì),一個是參比室。兩室通過切光板以一定周期(qī)同(tóng)時或交替開閉(bì)光路(lù)。在測量室(shì)中導入被測氣體後,具有被(bèi)測氣(qì)體特有波(bō)長的(de)光被吸收,從而使透過測量室這一光路而進入紅外線接收氣(qì)室的光通量減少。氣體濃度越高,進入到紅外線接收氣室的光通量就越少;而透過參比室的光通量(liàng)是一定的,進入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此,被測氣體(tǐ)濃(nóng)度越高,透過測量室和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氣(qì)室的。接收氣室用幾微米厚的(de)金屬薄膜分(fèn)隔(gé)為兩半部(bù),室(shì)內封有濃度較大的被測組分氣體,在吸收波(bō)長範圍內能將射入的(de)紅(hóng)外(wài)線全部吸收(shōu),從而使脈動的光通量變為溫度的(de)周期變化,再(zài)可根據氣態方程使溫度的變化轉換為壓力的變化,然(rán)後用電容式傳感器來檢測,經過放大處理後指示出被測氣體濃度。除用電容式傳感器外,也可用直接檢測紅外線的量子式紅外線傳感器,並采用紅外幹涉濾光片進行(háng)波長選擇和配以可調(diào)激光器作光源,形成一種嶄新的全固體式紅外氣體檢測儀。這種檢測儀隻(zhī)用一(yī)個光源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣體濃(nóng)度的測量。此外(wài),若(ruò)采用裝有多個(gè)不同波長的濾光盤,則能(néng)同時分別測定多組分氣體(tǐ)中的各種氣(qì)體的濃度(dù)。
可燃氣體檢測儀用途
氣體檢(jiǎn)測儀可檢測硫化氫,一氧化碳,氧氣,二氧化硫,磷(lín)化氫,氨氣,二氧化氮,氰化氫,氯氣,二氧化氯,臭氧(yǎng)和可燃氣體(tǐ)等(děng)多種氣體,廣泛(fàn)應用在石化、煤炭、冶(yě)金、化(huà)工、市政燃(rán)氣、環境監測等多種場所現場檢測。 可以實現特(tè)殊場合測量需要;可(kě)對坑道(dào)、管道、罐體、密閉空間等進(jìn)行氣體(tǐ)濃度探測或泄漏探測(cè)。