欢迎光临深圳市元之恒科技有限公司官网
仪器仪表气体检测安全专家
全国咨询热线:18028784534
当前位置:主页 > 检测仪知识百科 >

气体探测器 气体探测器分类有哪些

时间:2021-01-14 17:30:58 来源:氧气检测仪 点击:

气体探测器分类有哪些铤和劳保网 / 2018-06-23

气体探测器主要用于化工生产如煤气、液化石油气、天然气单位及油气田、矿山开采检测与报警。消防应急部门使用这种类于手持移动式气体探测器,在应急事件中,作为处置、疏散、洗消的依据,方可保证能正确、快速处置与保障消防员与民众的生命安全。

气体探测器种类繁多,按传感器原理技术特性不同可以分为以下七类:

(1)半导体型(表面控制型、电阻控制型、非电阻型)

这种探测器传感器主要使用半导体气敏材料。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快等优点。目前是世界上气体检测仪产量最大、使用最广的传感器之一。按照检测气敏特征量方式不同分为表面控制型、电阻式和非电阻式两种。

表面电阻的变化取决于表面原来吸附气体与半导体材料之间的电子交换。在空气中的氧和NO2这样的电子兼容性大的气体,接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷,其结果表现为N型半导体材料的表面空间电荷区域的传导电子减少,使表面电导减少,从而使器件处于高阻状态。一旦器件与被测气体接触,就会与吸附的氧起反应,将被氧束缚的几个电子释放出来,使敏感膜表面电导增加,使器件电阻减小。这类器件目前已商品化的有SnO2、ZnO等气体传感器。

电阻式半导体气体传感器是通过检测气敏元件随气体含量的变化情况而工作的。作为敏感材料的金属氧化物大多数采用非化学计量配比组成。当接触可燃性气体时,因改变其内部结构组成(晶格缺陷),而使敏感体的阻值发生改变。随着新型材料的研究和开发气体探测器,大大提高了电阻式半导体气体传感器的特性和应用范围。例如:检测NH3的浓度范围为5ppm-50ppmppm,检测CO气体传感器可达200 ppm浓度,非常敏感。

非电阻式半导体气体传感器是利用气敏元件的电流或电压随气体含量而变化的原理工作的。主要有MOS二极管式和结型二极管式,以及场效应管式气体传感器。二极管气体传感器是利用一些气体被金属与半导体的界面吸附,对半导体禁带宽度或金属的功函数的影响,而使二极管整流特性发生性质变化而制成。如Pd/Ti、Pd/ZnO之类二极管可用于对H2的检测。检测气体大多为氢气、硅烷等可燃气体。可测定CO2浓度范围0.05%~2%。其优点是选择性好,CO、CH4、H2等很少干扰,湿度不干扰。

(2)固体电解质式

固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气体通过这些气敏材料在时产生离子,从而形成电动势,测量电动势值,从而达到测量气体浓度目的。这种传感器电导率高,灵敏度和选择性好,在石化、环保、矿业等各个领域得到了广泛的应用。仅次于金属氧化物半导体气体传感器。如YS T- Au- WO3气敏材料测量H2S 、H+4Ca CO3测量NH3等。

(3)接触燃烧式

可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。其工作原理是:气敏材料在通电状态下,被测可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧(无焰燃烧),温度增高,元件阻值增加,打破电桥的平衡,使其电阻值发生变化,产生微小的电压差信号气体探测器,并通过D转换,从而测量到并将其转换成气体浓度值。

接触燃烧式气体探测器一般以爆炸下限作为满量程。这种传感器只能测量可燃气体,对不燃性气体不敏感。例如,在Pt丝上涂敷活性催化剂制成的传感器,具有广谱特性,即可以检测各种可燃气体。接触燃烧式气体传感器在环境温度下非常稳定,并能对爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测,目前普遍应用于石油化工厂、矿井隧道等的可燃性气体的监测和报警

(4)电化学式(定电位电解型、加伐尼电池型、离子电极型)

电化学式气体传感器包括定电位电解型、加伐尼电池型、离子电极型等三种类型。

1.定电位电解型气体传感器又称控制电位电解法气体传感器。

它是由工作电极、辅助电极及参比电极,以及由聚四氟乙烯制成的透气隔离膜组成。在工作电极与辅助电极,参比电极间充以电解液,传感器工作电极的电位由恒电位器控制,使其与参比电极电位保持恒定,待测气体分子通过透气膜到达敏感电极表面时,在多孔型贵金属催化作用下,发生电化学反应(氧化反应);同时辅助电极上氧气发生还原反应。

这种氧化还原反应产生的电流大小受扩散过程的控制,而扩散过程与待测气体浓度有关,只要测量敏感电极上产生的扩散电流,就可以确定待测气体浓度。在敏感电极与辅助电极之间加一定电压后,气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应,电极平衡电位发生变化,变化的值与气体浓度成正比。使气体发生电解,如果改变所加电压,氧化还原反应选择性地进行,因此可以定时检测气体。

电化学传感器包括:一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨气、氯气、氰氢酸、环氧乙烷、氯化氢等等。氧气检测仪也是电化学传感器的一种。由于电化学型和催化燃烧型测量头具有相对较低的成本,对泄漏的反应迅速并可连续探测,因此效益比较高。不同电化学气体传感器中所包含的不同成份决定了它可与相应的毒气发生反应。

2.加伐尼电池型气体传感器由隔离膜、铅电极(阳)、电解液、白金电极(阴)组成一个加伐尼电池。

以氧传感器为例,当被测气体通过聚四氟乙烯隔膜扩散到达负极表面时,即可发生还原反应。在白金阴电极上被还原成OH- 离子,阳电极上铅被氧化成氢氧化铅,溶液中产生电流。

此时流过外电路的电流和透过聚四氟乙烯膜的氧的速度成比例,阴极上氧分压几乎为零,氧透过的速度和外部的氧分压成比例。氧气在通过电解质时阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,产生电流。电流的大小与氧气的多少成正比。

3.离子电极型气体传感器由电解液、固定参照电极和pH电极组成。

星际空间的气体主要是氢原子气体,其温度约为27k_气体探测器_气体采样袋和气体检测管连用

通过透气膜使被测气体和外界达到平衡,在电解液中达到化学平衡。被测气体以CO2为例,根据质量作用法则,HCO3的浓度一定和在设定的范围内H+浓度和CO2分压成比例,根据pH值就能知道CO2的浓度。

适当的组合电解液和电极,可以检测多种气体。如NH3、SO2、NO2(pH电极)HCN(Ag电极)、卤素(卤化物电极)等传感器已实用化。

(5)红外式

红外式传感器原理是通过一个红外发生器产生红外光,穿过充有样气的气室,然后被各种气体的专用接收器接收。根据利用不同元素对某个特定波长的吸收原理制造。

红外式传感器在通常的应用中是最精确的气体技术,它具有良好的灵敏度和极低的误报率。没有消耗备件,因此后期维护费用远远低于其他技术;在气体泄漏和探测之间存在着显著的时间滞后现象,但是价格昂贵。

由于红外波长的限制,它只适用于具有碳-氢键的碳氢化合物,而不能探测CS 2,H2有毒气体检测仪,CO,NH3等气体,而且像乙炔和苯这样的碳氢化合物也不能探测。因此相比于催化燃烧型传感器,它更适用于具有长链的碳氢化合物。虽然其开始投资价格昂贵,但总体价格要低于催化燃烧技术。

(6)光电离式

光电离传感器利用紫外光电离气体分子,并用于探测易挥发有机化合物。

PID气体分析仪主要检测特点是:

1.检测响应快速, PID的反应一般为数秒,适合快速应急检测需要。PID是连续测量的,可进行现场实时浓度连续测量。

2.检测线性范围宽液化气报警器,可以检测4O0多种挥发性有机化合物(VOCs )和NH 、H S、AsH3、PH3、CI。、Br2及NO等无机有毒气体。很多事故中的有害物质都是VOC,因而对VOC检测具有较高灵敏度和宽线性范围的PID在应急事故检测中可有重要的用途。

3.体积小、重量轻,易携至任何需要检测的环境。内置强力吸气泵可以吸取人员不便到达地点的待测气体(采样管线可几十米长);

4.传感器不会中毒:同大多数其它传感器不同,PID不会被高浓度的待测物质损坏(中毒);它的恢复时间同它的反应时间一样仅为数秒钟,可以随时对实时浓度进行测量;

5.但PID不能检测空气的N2等非挥发性有机物。

(7)化学纸带式

化学纸带技术是用经过化学浸泡的纸带去探测有毒气体。这种方式非常像石蕊试纸遇到某种相应的气体时会改变颜色;纸带机通过光电管测量,分析纸带颜色的变化,并将其转换成气体浓度值。

化学纸带技术的优点是,作为颜色变化反应的结果,纸带机提供的是气体泄漏的物理证据。它们也受干扰气体的影响,但要比电化学型,固态金属氧化物型的影响小,因此更具专一性。另外,化学纸带技术比电化学型能探测更多种类的气体。

值的一提的是,类似化学纸带式探测,而无需使用纸带机的现场气体探测方法包括气体检测管法与化学片检测法两种。这两种气体检测方式不仅在价格上、储存成本上更经济,在化学事故应急救援时更是简便、快捷、可靠,远超于各种采用传感器的气体探测仪。

气体检测管法是一种常用的定量的现场快速简便检测手段。气体检测管为填充显色指示粉的两端熔封的小玻璃管气体探测器,管壁上标有浓度刻度,指示粉为吸附有化学试剂的多孔固体细颗粒。每种化学试剂通常只对一种化合物或一组化合物有显色特性。

使用时要按规定的采样流速和采样体积实施采样,当吸人空气通过检测管时,空气中待测有毒气体便和管内的指示粉迅速发生化学反应显示颜色。观察指示剂变色柱长度所示的刻度位置就可以读出被测物的浓度值,得到半定量检测结果。在已知有毒气体化学物品名类别的情况下,采用相应种类的检测管检测该有毒气体在空气中的浓度范围,或用多种检测管进行试测。

化学片检测法是现场快速简便检测方法。经化学特殊配方涂抹在透明片上固化,当某种特定化学气体与其接触产生化学反应,便显示不同颜色。每种化学检测片都有定量反应值,当大气中化学品浓度未达到其设定值,不会产生反应而改变颜色。

化学检测片品种己达十种之多,而且有较好的检测灵敏度和准确度,反应非常敏感快速。光气反应浓度1ppm, 硫化氢5ppm,反应时间几十秒到几秒之内。非常适合应急事件处置工作中不明气体泄漏探测,快速鉴别有毒气体。

对于现场警戒、洗消等工作,信任度大于其它各种传感器式的气体探测器。化学检测片只需佩戴于手上或腿上,无需电池、无需预热;便可同时检测十至二十种化学品。化学检测片补充片价格低廉,保存期一至两年。

相关文章

本文由元之恒编辑,转载请注明出处。

在线客服
联系方式

销售直线

18028784534

上班时间

二十四小时

公司电话

0755-29562800

二维码
线