στο 2024/05/28 452

Εισαγωγή στους αισθητήρες αερίου: Κατασκευή, τύποι και εργασία

Οι αισθητήρες αερίου είναι οι καλύτερες συσκευές στη σύγχρονη τεχνολογία, στην παρακολούθηση και την ανίχνευση διαφόρων αερίων σε ένα πλήθος περιβαλλόντων.Η ικανότητά τους να μετατρέπουν τα επίπεδα αερίου σε ηλεκτρικά σήματα μέσω φυσικών ή χημικών αντιδράσεων τα καθιστά πολύτιμα για εφαρμογές που κυμαίνονται από τη βιομηχανική ασφάλεια έως την ασφάλεια των νοικοκυριών.

Αυτό το άρθρο εξετάζει στους διάφορους τύπους αισθητήρων αερίου, εξερευνώντας τις αρχές λειτουργίας, τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς.Εξετάζοντας τα συστατικά και τις λειτουργίες αυτών των αισθητήρων, ιδιαίτερα τους ευρέως χρησιμοποιούμενους αισθητήρες αερίου οξειδίου μετάλλου, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη σημασία τους στη διασφάλιση της ασφάλειας, στη διατήρηση της ποιότητας του αέρα και στη στήριξη διαφόρων βιομηχανικών διεργασιών.Η κατανόηση της πρακτικής χρήσης, της βαθμονόμησης και της συντήρησης αυτών των αισθητήρων ενισχύει την αξιοπιστία και την ακρίβειά τους, καθιστώντας τα κορυφαία εργαλεία τόσο σε επαγγελματικά όσο και σε εγχώρια περιβάλλοντα.

Κατάλογος

Εικόνα 1: Αισθητήρας αερίου

Τι είναι ο αισθητήρας αερίου;

Αισθητήρες αερίου είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει την παρουσία ή τη συγκέντρωση αερίων σε ένα περιβάλλον.Λειτουργεί με τη μέτρηση των αλλαγών στην αντίσταση του εσωτερικού του υλικού, το οποίο δημιουργεί διαφορά τάσης.Αυτή η διαφορά τάσης βοηθά στον εντοπισμό και την εκτίμηση του τύπου και της ποσότητας του παρόντος αερίου.Τα συγκεκριμένα αέρια που μπορεί να ανιχνεύσει ένας αισθητήρας εξαρτάται από το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται.

Οι αισθητήρες αερίου μετατρέπουν τα επίπεδα αερίου σε ηλεκτρικά σήματα μέσω φυσικών ή χημικών αντιδράσεων.Αυτά τα σήματα υποβάλλονται σε επεξεργασία για την παροχή αναγνώσιμων δεδομένων.Είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για την ανίχνευση τοξικών και επιβλαβών αερίων, καθώς και διαρροές φυσικού αερίου.Οι αισθητήρες αερίου μετρούν εύφλεκτα, εύφλεκτα και τοξικά αέρια, ακόμη και επίπεδα οξυγόνου, καθιστώντας τα καλά τους για την ασφάλεια και την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα.

Πρότυπο για την απόδοση του αισθητήρα αερίου

Κατά την επιλογή αισθητήρων αερίου, είναι απαραίτητο να αξιολογήσετε προσεκτικά διάφορες βασικές προδιαγραφές μέτρησης για να εξασφαλίσετε την αποτελεσματικότητά τους και την ακρίβειά τους στις εφαρμογές ανίχνευσης αερίου.Αυτές οι προδιαγραφές αποτελούν κριτήρια για την απόδοση του αισθητήρα, ειδικά στις ρυθμίσεις όπου η ασφάλεια αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα και στα συστήματα ελέγχου διεργασιών.

Χρόνος απόκρισης

Ο χρόνος απόκρισης είναι το διάστημα μεταξύ της αρχικής επαφής του αερίου με τον αισθητήρα και της επακόλουθης επεξεργασίας σήματος του αισθητήρα.Αυτή η παράμετρος απαιτεί άμεση ανίχνευση αερίου για την πρόληψη επικίνδυνων περιστατικών ή τη διατήρηση της ακεραιότητας της διαδικασίας.Οι βραχύτεροι χρόνοι απόκρισης προτιμώνται σε περιβάλλοντα όπου η γρήγορη ανίχνευση μπορεί να μειώσει τους κινδύνους, όπως χημικά εργοστάσια ή περιορισμένους χώρους με πιθανές διαρροές αερίου.Σε πρακτικές εργασίες, ένας αισθητήρας αερίου με χρόνο απόκρισης μικρότερο από 10 δευτερόλεπτα είναι ιδανικός για την ανίχνευση ξαφνικών διαρροών.Αυτό επιτρέπει δράσεις γρήγορης απόκρισης, όπως εκκένωση ή διακοπή λειτουργίας του συστήματος.

Εικόνα 2: Χρόνος απόκρισης και ανάκτησης του αισθητήρα αερίου

Απόσταση ανίχνευσης

Η απόσταση ανίχνευσης είναι το μέγιστο εύρος στο οποίο ο αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει αποτελεσματικά το αέριο από την πηγή ή τη διαρροή του.Αυτή η προδιαγραφή υπαγορεύει πού πρέπει να τοποθετηθούν οι αισθητήρες για να εξασφαλιστεί ολοκληρωμένη παρακολούθηση.Σε μεγάλες βιομηχανικές ρυθμίσεις, οι αισθητήρες πρέπει να τοποθετούνται στρατηγικά για να καλύψουν ολόκληρη την εγκατάσταση, εξασφαλίζοντας ότι ανιχνεύονται ακόμη και μικρές εκπομπές αερίων πριν κλιμακωθούν σε επικίνδυνα επίπεδα.Για παράδειγμα, οι αισθητήρες με απόσταση ανίχνευσης 1-2 μέτρων τοποθετούνται συχνά κοντά σε πιθανά σημεία διαρροής, ενώ εκείνοι με μεγαλύτερες περιοχές (έως 10 μέτρα) μπορούν να παρακολουθούν ευρύτερες περιοχές από κεντρικές τοποθεσίες.

Ρυθμός ροής

Εικόνα 3: Σχηματική απεικόνιση του αισθητήρα ροής αερίου

Ο ρυθμός ροής αντιπροσωπεύει τον όγκο του αέρα ή του αερίου που πρέπει να ρέει στον αισθητήρα για να δημιουργήσει ένα ανιχνεύσιμο σήμα.Για να εξασφαλιστεί ακριβείς αναγνώσεις της συγκέντρωσης αερίου, ο ρυθμός αυτός πρέπει να ρυθμιστεί σωστά.Οι ανεπαρκείς ρυθμοί ροής μπορούν να οδηγήσουν σε καθυστερημένη ανίχνευση ή ψευδώς θετικά, θέτοντας σε κίνδυνο την ασφάλεια και την επιχειρησιακή αποτελεσματικότητα.Οι χειριστές μπορούν να προσαρμόσουν τα συστήματα εξαερισμού ή να χρησιμοποιήσουν βοηθητικούς ανεμιστήρες για να διατηρήσουν τους βέλτιστους ρυθμούς ροής σε όλους τους αισθητήρες.Η εξασφάλιση ενός ρυθμού ροής από 0,5 έως 2 λίτρα ανά λεπτό κατά μήκος του αισθητήρα μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την ακρίβεια ανίχνευσης σε περιβάλλοντα με μεταβλητές συνθήκες ροής αέρα.

Παράμετρος εξόδου αισθητήρα

Οι αισθητήρες αερίου μετράνε και αναφέρουν ανιχνευμένα αέρια σε διάφορες μορφές για να καλύψουν διαφορετικές ανάγκες παρακολούθησης.

Ποσοστό LEL (χαμηλότερο εκρηκτικό όριο)

Μετρά τη μικρότερη συγκέντρωση ενός καύσιμου αερίου που μπορεί να διατηρήσει μια φλόγα όταν αναμιγνύεται με αέρα και αναφλέγεται.Που απαιτείται για ασφάλεια σε περιβάλλοντα με εκρηκτικά αέρια.Η ανάγνωση 0% LEL δείχνει ότι δεν υπάρχει αέριο, ενώ το 100% LEL σημαίνει ότι η συγκέντρωση αερίου έχει φτάσει στο εύφλεκτο όριο του, θέτοντας σημαντικό κίνδυνο έκρηξης.Οι χειριστές παρακολουθούν το Lel για να εξασφαλίσουν ότι τα επίπεδα φυσικού αερίου παραμένουν κάτω από τα επικίνδυνα όρια.Οι τακτικοί έλεγχοι και οι άμεσες ενέργειες σε υψηλές αναγνώσεις για την πρόληψη ατυχημάτων.

Ποσοστό όγκος

Υπολογίζει τον όγκο της διαλελυμένης ουσίας διαιρούμενο με τον συνολικό όγκο όλων των εξαρτημάτων, πολλαπλασιασμένο κατά 100%.Λιγότερο κοινό για την ανίχνευση αερίου αλλά χρήσιμη για εφαρμογές που περιλαμβάνουν αλληλεπιδράσεις αερίου-υγρού.Η ακριβής μέτρηση των συγκεντρώσεων αερίου σε υγρά μίγματα βοηθά στον έλεγχο της ποιότητας και στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας.

Μέρη ανά εκατομμύριο (ppm)

Μέτρα συγκεντρώσεων αερίου σε PPM, επιτρέποντας ακριβή παρακολούθηση πολύ χαμηλών επιπέδων αερίου.Απαιτείται για την ανίχνευση αέρια ιχνοστοιχείων στην περιβαλλοντική παρακολούθηση και τον έλεγχο ποιότητας.Η συνεχής παρακολούθηση εξασφαλίζει τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς για την ασφάλεια και το περιβάλλον.Μικρές διακυμάνσεις παρακολουθείται για τον εντοπισμό πιθανών ζητημάτων νωρίς.

Μετρήσεις διαρροής (ML/min)

Υποδεικνύει το ρυθμό με τον οποίο διαφεύγει το αέριο από ένα σύστημα.Βοηθά στον εντοπισμό και την ποσοτικοποίηση των διαρροών.Χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες, οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να εξασφαλίσουν την ακεραιότητα του συστήματος, να αποφύγουν τις μεγάλες απώλειες και να εκτελούν τη συντήρηση και τις επισκευές εγκαίρως.

Μετρήσεις κατανάλωσης (ml/l/hr.)

Αντικατοπτρίζει το ρυθμό με τον οποίο καταναλώνεται ένα αέριο σε μια διαδικασία.Εξαιρετική για χρήση σε βιομηχανικές διαδικασίες και βιολογική έρευνα, για παράδειγμα.Είναι δυνατόν να εντοπιστούν οι αναποτελεσματικότητες και να βελτιστοποιηθούν οι διαδικασίες, παρακολουθώντας τα ποσοστά κατανάλωσης αερίου.

Μετρήσεις πυκνότητας (mg/m³)

Παρέχει πληροφορίες για τις φυσικές ιδιότητες του αερίου σε έναν δεδομένο τόμο.Χρήσιμο στον έλεγχο της ρύπανσης και στην αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα.Εξασφαλίζει την τήρηση με περιβαλλοντικά πρότυπα και βοηθήματα στο σχεδιασμό αποτελεσματικών στρατηγικών ελέγχου της ρύπανσης.

Μετρήσεις υπογραφής ή φάσματος

Προσφέρει μια φασματική υπογραφή των παρόντων αερίων, που συχνά εμφανίζεται ως χρωματογράφημα.Που χρησιμοποιούνται σε προηγμένες αναλυτικές τεχνικές όπως η αέρια χρωματογραφία.Η λεπτομερής ανάλυση της σύνθεσης και της συγκέντρωσης του αερίου βοηθά στον εντοπισμό μολυσματικών ουσιών και την εξασφάλιση της καθαρότητας του προϊόντος.

Αυτά τα σήματα υποβάλλονται σε επεξεργασία για την παροχή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο σε συγκεντρώσεις αερίου, βοηθώντας αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου.

ΚΟΙΝΟΣ Σήματα εξόδου από αισθητήρες αερίου	Λειτουργίες
Αναλογική τάση	ένα συνεχές ηλεκτρικό σήμα Αντιπροσωπεύοντας μεταβλητές πληροφορίες
Παλμικά σήματα	Σύντομες εκρήξεις ενέργειας που χρησιμοποιούνται για το χρονοδιάγραμμα και συγχρονισμός
Αναλογικά ρεύματα	ηλεκτρικά ρεύματα που κυμαίνονται σε μέγεθος Για να μεταφέρετε πληροφορίες
Έξοδοι διακόπτη ή ρελέ	μηχανισμοί που ανοίγουν ή στενά κυκλώματα ηλεκτρική ροή ελέγχου

Διάγραμμα 1: Σήμα εξόδου αισθητήρα αερίου και λειτουργίες

Τύποι αισθητήρα αερίου με βάση τις αρχές λειτουργίας

Οι αισθητήρες αερίου κατηγοριοποιούνται από τις αρχές λειτουργίας τους.Κάθε τύπος έχει ξεχωριστά χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, καθιστώντας τα κατάλληλα για διάφορες εφαρμογές και περιβάλλοντα.

Αισθητήρας αερίου ημιαγωγού / μεταλλικού οξειδίου

Εικόνα 4: Σχηματικός αισθητήρας αερίου με βάση το οξείδιο του μεταλλικού οξειδίου

Εικόνα 5: Αισθητήρας αερίου ημιαγωγού πραγματικό

Αυτοί οι αισθητήρες αναγνωρίζουν τα αέρια παρακολουθώντας τις παραλλαγές στην αντίσταση ενός ημιαγωγού όταν έρχεται σε επαφή με τα αέρια.Συνήθως, ενσωματώνουν ένα συστατικό ανίχνευσης μεταλλικού οξειδίου, όπως το διοξείδιο του κασσίτερου (SNO2), τοποθετημένο σε ένα υπόστρωμα εξοπλισμένο με ηλεκτρόδια και ένα στοιχείο θέρμανσης.Η πορώδης φύση του στρώματος οξειδίου του μετάλλου αυξάνει την επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για αλληλεπιδράσεις αερίου.Καθώς τα αέρια απορροφούνται σε αυτό το στρώμα, εμφανίζονται αλλαγές στην ηλεκτρική αγωγιμότητα του αισθητήρα, η οποία με τη σειρά της τροποποιεί την αντίστασή του.Αυτοί οι αισθητήρες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε μια ποικιλία αερίων και είναι οικονομικά αποδοτικοί για την κατασκευή.Παρ 'όλα αυτά, απαιτούν ρουτίνα βαθμονόμηση και η απόδοσή τους επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και την υγρασία.

Φόντα:

• Απλή δομή

• Χαμηλό κόστος

• Υψηλή ευαισθησία ανίχνευσης

• Γρήγορη ταχύτητα αντίδρασης

Μειονεκτήματα:

• Μικρό εύρος μέτρησης

• επηρεάζεται από άλλα αέρια και θερμοκρασία

Ηλεκτροχημικός αισθητήρας αερίου

Εικόνα 6: Σχηματικά μέρη ηλεκτροχημικών αισθητήρων

Εικόνα 7: Παράδειγμα ηλεκτροχημικού αισθητήρα για τοξική και εύφλεκτη ανίχνευση αερίου

Οι ηλεκτροχημικοί αισθητήρες ποσοτικοποιούν τη συγκέντρωση των αερίων με οξείδωση ή μείωση του αερίου στόχου σε ένα ηλεκτρόδιο και καταγράφοντας το ρεύμα που δημιουργεί αυτή η διαδικασία.Αυτές οι συσκευές διαθέτουν ηλεκτρόδια εργασίας, μετρητών και αναφοράς βυθισμένα σε ηλεκτρολύτη, όλα που περιέχονται σε ένα μικρό περίβλημα που περιλαμβάνει μεμβράνη που διατίθεται σε αέριο.Τα αέρια περνούν μέσω αυτής της μεμβράνης και συμμετέχουν σε μια αντίδραση οξειδοαναγωγής στο ηλεκτρόδιο εργασίας, παράγοντας ένα ρεύμα που είναι άμεσα ανάλογο με τη συγκέντρωση αερίου.Γνωστή για την εξαιρετική εξειδίκευση και την ακρίβειά τους, αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διακυβευτούν από την παρουσία άλλων αερίων και τείνουν να έχουν πεπερασμένη επιχειρησιακή ζωή λόγω της σταδιακής εξάντλησης των ενεργών υλικών τους.

Φόντα:

• γρήγορος χρόνος απόκρισης

• Καλή γραμμική έξοδος

• υψηλή ακρίβεια

Μειονεκτήματα:

• Χρειάζεστε πλούσιο σε οξυγόνο περιβάλλον

• Καταναλώστε υγρά ηλεκτρολύτες

• Επιρρεπές σε θερμοκρασία, υγρασία και αλλαγές πίεσης

Αισθητήρας αερίου μη διασταυρωμένης υπέρυθρης ακτινοβολίας (NDIR)

Εικόνα 8: Σχηματικά μέρη αισθητήρων NDIR

Εικόνα 9: πραγματικός αισθητήρας NDIR

Οι αισθητήρες NDIR χρησιμοποιούν ένα υπέρυθρο φως Πηγή και ανιχνευτής για τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων αερίου μέσω υπέρυθρων απορρόφηση.Είναι εξοπλισμένα με πηγή υπέρυθρων φωτός, θάλαμο για αέριο Δείγματα, φίλτρο μήκους κύματος και ανιχνευτής υπερύθρων.Καθώς τα αέρια απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος του υπέρυθρου φωτός, ο ανιχνευτής του αισθητήρα ποσοτικοποιεί το έκταση αυτής της απορρόφησης για την αξιολόγηση της συγκέντρωσης αερίου.Αυτοί οι αισθητήρες καυχηθούν υψηλή ακρίβεια και μακροζωία και δεν είναι ευαίσθητα στη δηλητηρίαση από τους αισθητήρες. Ωστόσο, τείνουν να είναι δαπανηρές και περιορίζονται στην ανίχνευση αερίων που απορροφούν υπέρυθρο φως.

Φόντα:

• Μέτρα αέρια όπως το CO2

• Δεν απαιτεί οξυγόνο

• Υψηλή ικανότητα συγκέντρωσης μέτρησης

• Καλή σταθερότητα και χαμηλό κόστος συντήρησης

Μειονεκτήματα:

• Κατανάλωση υψηλής ενέργειας

• ακριβό

• Σύνθετη δομή και απαιτήσεις λογισμικού/υλικού

Καταλυτικός αισθητήρας αερίου

Εικόνα 10: Σχηματικά μέρη καταλυτικών αισθητήρων

Εικόνα 11: Παράδειγμα καταλυτικού αισθητήρα

Οι καταλυτικοί αισθητήρες αναγνωρίζουν εύφλεκτα αέρια μέσω ενός καταλυτικού σφαιριδίου που μεταβάλλει την αντίσταση του κατά τη διάρκεια της οξείδωσης του αερίου.Αυτοί Οι αισθητήρες ενσωματώνουν ένα σφαιρίδιο ανίχνευσης με επικάλυψη καταλύτη παράλληλα με μια αναφορά Στοιχείο, διατεταγμένο σε διαμόρφωση γέφυρας Wheatstone εντός προστατευτικού περιβλήματα.Η οξείδωση των καυσίμων αερίων στην επιφάνεια του καταλύτη παράγει Θερμότητα, οδηγώντας σε αλλαγή αντίστασης που ανιχνεύεται από το κύκλωμα.Αποτελεσματικός Η ταχεία ανίχνευση χαμηλών συγκεντρώσεων αερίου, αυτοί οι αισθητήρες απαιτούν το Παρουσία οξυγόνου και μπορεί να διακυβευτεί από συγκεκριμένες χημικές ουσίες.

Φόντα:

• Ισχυρή αντίσταση σε σκληρά κλίματα και δηλητηριώδη αέρια

• Μεγάλη διάρκεια ζωής

• Χα χαμηλά έξοδα συντήρησης

Μειονεκτήματα:

• Κίνδυνος έκρηξης ή πυρκαγιάς σε σκοτεινά περιβάλλοντα

• Επιρρεπές σε δηλητηρίαση από θειούχοι και ενώσεις αλογόνου

• Μεγαλύτερα σφάλματα σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου

Ανιχνευτής φωτοευαισθήσεων (PID)

Εικόνα 12: Σχηματικά μέρη PID

Εικόνα 13: Παράδειγμα PID

Χρησιμοποιούν ανιχνευτές φωτοευαισθήσεων (PID) υπεριώδες φως για να ιονίζει τα αέρια και να μετρήσει το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από αυτά τα ιόντα για την αξιολόγηση των συγκεντρώσεων αερίου.Το σύστημα περιλαμβάνει λάμπα UV, ένα θάλαμος ιονισμού και ηλεκτρόδια.Ο ιονισμός των μορίων αερίου προκαλεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα στα ηλεκτρόδια, τα οποία συσχετίζονται απευθείας με το Συγκέντρωση πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC).Τα PID προσφέρουν υψηλή ευαισθησία σε VOC και τις δυνατότητες ταχείας ανίχνευσης, αν και είναι ακριβές και η απόδοσή τους μπορεί να επηρεαστεί από περιβαλλοντικές μεταβλητές όπως η υγρασία και η θερμοκρασία.

Φόντα:

• Υψηλή ευαισθησία

• Δεν υπάρχει πρόβλημα δηλητηρίασης

• Μπορεί να ανιχνεύσει πάνω από 400 τύπους πτητικών οργανικών αερίων

Μειονεκτήματα:

• Υψηλό κόστος αντικατάστασης λαμπτήρων

• Δεν είναι δυνατή η μέτρηση του αέρα, των τοξικών αερίων ή του φυσικού αερίου

Αισθητήρας αερίου θερμικής αγωγιμότητας

Εικόνα 14: Σχηματικά μέρη αισθητήρων θερμικής αγωγιμότητας

Εικόνα 15: Παράδειγμα αισθητήρα θερμικής αγωγιμότητας

Οι αισθητήρες θερμικής αγωγιμότητας αξιολογούν Παραλλαγές της θερμικής αγωγιμότητας λόγω διαφορετικών αερίων.Αυτοί οι αισθητήρες Συνήθως ενσωματώνουν δύο θερμικά στοιχεία, όπως θερμίστορ ή θερμικά Οι αγωγοί, διατεταγμένοι σε διαμόρφωση κυκλώματος γέφυρας.Ένα στοιχείο εκτίθεται στο αέριο στόχου ενώ οι άλλες διασυνδέσεις με αέριο αναφοράς.Αλλάζει Η σύνθεση του αερίου μεταβάλλει τη θερμική αγωγιμότητα γύρω από τον αισθητήρα, επηρεάζοντας τη θερμοκρασία και την αντίσταση του.Αυτή η αλλαγή στη συνέχεια ποσοτικοποιείται από το κύκλωμα. Αυτές οι συσκευές είναι απλές, ισχυρές και ικανές να ανιχνεύσουν πολλά αέρια, αν και προσφέρουν λιγότερη ευαισθησία και είναι ευαίσθητοι στις αλλαγές στο περιβάλλον θερμοκρασία.

Φόντα:

• Εύρος ευρείας ανίχνευσης

• Καλή σταθερότητα εργασίας

• Μεγάλη διάρκεια ζωής

• Δεν υπάρχουν προβλήματα γήρανσης καταλύτη

Μειονεκτήματα:

• Κακή ακρίβεια ανίχνευσης

• Χαμηλή ευαισθησία

• Επιρρεπές σε μετατόπιση θερμοκρασίας

Αναλυτής χρωματογραφίας αερίου

Εικόνα 16: Σχηματικά μέρη αναλυτή χρωματογραφίας αερίου

Εικόνα 17: Αναλυτής αερίου χρωματογραφίας

Οι αναλυτές αερίου χρωματογραφίας διακρίνονται και ποσοτικοποιώντας τα συστατικά ενός μείγματος αερίου χρησιμοποιώντας διαφορετικούς ανιχνευτές.Αυτοί αποτελείται από ένα εγχυτήρα, μια χρωματογραφική στήλη, ένα σύστημα αερίου φορέα και ένα ανιχνευτής, όλοι στεγάζονται σε ελεγχόμενη ρύθμιση.Εισάγονται δείγματα αερίου μέσω του εγχυτήρα στη στήλη, όπου χωρίζονται σύμφωνα με το πώς αλληλεπιδρούν με το υλικό της στήλης.Τα διαχωρισμένα εξαρτήματα είναι τότε ανιχνεύεται και μετρήθηκε από τον ανιχνευτή.Αυτοί οι αναλυτές προσφέρουν υψηλή ακρίβεια και Μπορεί να αναλύσει περίπλοκα μίγματα, όμως είναι δαπανηρά, απαιτούν χειρισμό εμπειρογνωμόνων, και είναι πιο δυσκίνητοι σε σύγκριση με άλλους αισθητήρες αερίου.

Φόντα:

• Υψηλή ευαισθησία

• Κατάλληλο για ανάλυση μικρών και ιχνών

• Μπορεί να αναλύσει σύνθετα αέρια διαχωρισμού πολλαπλών φάσεων

Μειονεκτήματα:

• Δεν είναι δυνατή η επίτευξη συνεχούς δειγματοληψίας και ανάλυσης

• Πιο κατάλληλο για εργαστηριακή ανάλυση από την παρακολούθηση αερίου βιομηχανικού πεδίου

Αισθητήρας αερίου βασισμένο σε χωρητικότητα

Εικόνα 18: Σχηματικά μέρη αισθητήρων με βάση την χωρητικότητα

Εικόνα 19: Αισθητήρας με βάση την χωρητικότητα

Οι αισθητήρες χωρητικότητας εντοπίζουν μετατοπίσεις χωρητικότητα λόγω μεταβολών στη διηλεκτρική σταθερά ενός αερίου απορροφάται στην επιφάνεια του αισθητήρα.Αυτοί οι αισθητήρες αποτελούνται από έναν πυκνωτή που Περιλαμβάνει ένα διηλεκτρικό υλικό αντιδραστικό στο αέριο -στόχο, συνήθως σχεδιασμένο Σε μια πλατφόρμα MEMS για την ενίσχυση της συμπαγής.Η απορρόφηση μορίων αερίου Τροποποιεί τη διηλεκτρική σταθερά, με αποτέλεσμα την αλλαγή της χωρητικότητας που είναι τότε ποσοτικοποιήθηκε.Ενώ αυτοί οι αισθητήρες είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι και ιδανικοί για Ανίχνευση υγρασίας, είναι επιρρεπείς σε περιβαλλοντικές επιρροές όπως θερμοκρασία.

Φόντα:

• Υψηλή ευαισθησία

• γρήγορος χρόνος απόκρισης, κατάλληλος για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο

• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας

Μειονεκτήματα:

• Ζητήματα μακροχρόνιας σταθερότητας

• Διασυολογικότητα σε άλλα αέρια

• Περιορισμένες περιοχές ανίχνευσης

Αισθητήρες αερίου με βάση ακουστικά

Εικόνα 20: Σχηματικά ακουστικά μέρη αισθητήρα αερίου

Εικόνα 21: Αισθητήρες αερίου με βάση ακουστικά

Οι ακουστικοί αισθητήρες λειτουργούν με βάση το ιδέα ότι οι αλλαγές στη σύνθεση του αερίου επηρεάζουν την ταχύτητα του ήχου μέσα στο μίγμα.Είναι εξοπλισμένα με πομπό και δέκτη ηχητικού κύματος, σετ, σετ μέσα σε ένα θάλαμο ή κατά μήκος ενός μονοπατιού όπου το μείγμα αερίου μπορεί να αλληλεπιδράσει με το ηχητικά κύματα.Οι παραλλαγές στις ακουστικές ιδιότητες λόγω αυτής της αλληλεπίδρασης καταγράφονται και αναλύονται.Αυτοί οι αισθητήρες προσφέρουν μη επεμβατική παρακολούθηση και ταχεία ανίχνευση αλλαγών, όμως μπορεί να αντιμετωπίσουν προκλήσεις με ακρίβεια και συχνά χρειάζονται τακτική βαθμονόμηση.

Φόντα:

• Ανίχνευση πράκτορες νεύρων και κυψέλων

• Μπαταρία, κατάλληλο για ασύρματες εφαρμογές

• Χρήσιμο σε σκληρά και περιστρεφόμενα μέρη

Μειονεκτήματα:

• Δύσκολο να χειριστεί κατά τη διάρκεια της κατασκευής λόγω μικρού μεγέθους

Θερμιδομετρικός αισθητήρας αερίου

Εικόνα 22: (α) Σχηματική απεικόνιση της δομής της συσκευής και της αρχής λειτουργίας και (β) της φωτογραφίας μιας συσκευής θερμιδομετρικής TGS.(ντο) Σχηματική και φωτογραφία του συστήματος μέτρησης για τις συσκευές θερμιδομετρικής TGS.

Οι θερμιδομετρικοί αισθητήρες ανιχνεύουν μεταβολές θερμότητας που προκύπτουν από χημικές αντιδράσεις μεταξύ του αερίου στόχου και ενός συγκεκριμένου αντιδραστήριο.Αυτές οι συσκευές είναι εξοπλισμένες με θάλαμο αντίδρασης που περιέχει ένα καταλύτης ή αντιδραστήριο που, όταν αντιδρά με το αέριο, παράγει θερμότητα.Αυτό Η αύξηση ή η μείωση της θερμοκρασίας μετράται στη συνέχεια με ολοκληρωμένο Αισθητήρας θερμοκρασίας.Ενώ αυτοί οι αισθητήρες είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικοί για Ανίχνευση ορισμένων αερίων, τείνουν να παρουσιάζουν βραδύτερους χρόνους αντίδρασης και λιγότερους ευαισθησία από άλλους τύπους αισθητήρων.

Φόντα:

• γρήγορος χρόνος απόκρισης για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο

• Απλός σχεδιασμός

• Μακροπρόθεσμη σταθερότητα και αξιοπιστία

• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας

Μειονεκτήματα:

• Οι καταλύτες έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής και μπορούν να υποβαθμιστούν

• Οι βραδύτεροι χρόνοι απόκρισης για πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις αερίου

Μαγνητικός αισθητήρας αερίου

Εικόνα 23: Μαγνητικά εφέ που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της συσκευής ανίχνευσης αερίου.(ένα) Hall Effect, (β) Kerr Effect.(γ) Επίδραση σιδηρομαγνητικού συντονισμού (FMR). (δ) Μαγνητονικό φαινόμενο.(ε) Μαγνητική ροπή ή φαινόμενο περιστροφής.(φά) Μαγνητοστατικό φαινόμενο περιστροφής (MSW).

Εικόνα 24: πραγματικό μαγνητικό αισθητήρα

Οι μαγνητικοί αισθητήρες χρησιμοποιούν το μαγνητικό Χαρακτηριστικά συγκεκριμένων αερίων, όπως το οξυγόνο, για να προσδιοριστούν τους συγκέντρωση.Αυτές οι συσκευές διαθέτουν μαγνητικά υλικά που μεταβάλλουν τους Μαγνητικές ιδιότητες όταν εκτίθενται σε ορισμένα αέρια.Αυτές οι αλλαγές εντοπίζονται από έναν αισθητήρα μαγνητικού πεδίου ενσωματωμένο στη μονάδα.Η τροποποίηση στο Οι μαγνητικές ιδιότητες που προκαλούνται από την παρουσία του αερίου στόχου μετράται και αναλύθηκε.Οι μαγνητικοί αισθητήρες προσφέρουν υψηλή σταθερότητα και είναι σε μεγάλο βαθμό αδιαπέρατοι παρεμβολές από άλλα αέρια.Ωστόσο, μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο παραμαγνητικά αέρια και τείνουν να είναι πιο εξελιγμένα και δαπανηρά.

Φόντα:

• Μη επεμβατική λειτουργία

• Ταχεία ανίχνευση και παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο

• Μερικοί τύποι δεν απαιτούν εξωτερική ισχύ

Μειονεκτήματα:

• Σύνθετο και ακριβό

• απαιτούν συχνή βαθμονόμηση

• Μπορεί μόνο να μετρήσει τα αέρια με συγκεκριμένες μαγνητικές ιδιότητες

• ανίκανος σε εξωτερικά μαγνητικά πεδία και αλλαγές θερμοκρασίας

Συστατικά ενός αισθητήρα αερίου οξειδίου μετάλλου

Εικόνα 25: Σχηματικά συστατικά ενός αισθητήρα αερίου μεταλλικού οξειδίου

Στρώμα ανίχνευσης αερίου: Το στρώμα ανίχνευσης αερίου είναι ο πυρήνας του αισθητήρα, ανιχνεύοντας τις αλλαγές συγκέντρωσης αερίου.Λειτουργεί ως Chemiresistor, αλλάζοντας την αντίσταση όταν εκτίθεται σε συγκεκριμένα αέρια.Συνήθως κατασκευασμένο από διοξείδιο του κασσίτερου (Sno₂), το οποίο έχει υπερβολικά ηλεκτρόνια (στοιχεία δότη), μεταβάλλει την αντίσταση παρουσία τοξικών αερίων.Αυτή η αλλαγή αντίστασης επηρεάζει τη ροή του ρεύματος, συσχετίζοντας με τη συγκέντρωση αερίου, καθιστώντας το στρώμα ανίχνευσης αερίου, για ακριβή ανίχνευση αερίου.

Πηνίο θερμαντήρα: Το πηνίο θερμαντήρα ενισχύει την ευαισθησία και την αποτελεσματικότητα του στρώματος αερίου, διατηρώντας την σε υψηλή θερμοκρασία.Κατασκευασμένο από νικέλιο-χρωμίου, γνωστό για το υψηλό σημείο τήξης του, παραμένει σταθερό υπό συνεχή θερμότητα.Αυτή η θέρμανση ενεργοποιεί το στρώμα ανίχνευσης αερίου, επιτρέποντάς του να ανταποκριθεί καλύτερα στα αέρια.Το πηνίο θερμαντήρα εξασφαλίζει τη βέλτιστη απόδοση του αισθητήρα παρέχοντας σταθερά τη θερμική ενέργεια.

Γραμμή ηλεκτροδίου: Η γραμμή ηλεκτροδίου μεταδίδει αποτελεσματικά τα μικρά ρεύματα από το στρώμα ανίχνευσης αερίου.Κατασκευασμένο από πλατίνα, βραβευμένη για την αγωγιμότητά του, εξασφαλίζει ακριβή ρεύμα μετάδοση και μέτρηση.Αυτή η αποτελεσματική κίνηση ηλεκτρονίων είναι καλή για την ακρίβεια του αισθητήρα στην ανίχνευση αερίου.

Ηλεκτρόδιο: Το ηλεκτρόδιο συνδέει την έξοδο του στρώματος ανίχνευσης αερίου στη γραμμή ηλεκτροδίου.Κατασκευασμένο από χρυσό (AU - Aurum), ανώτερο αγωγό, εξασφαλίζει ελάχιστη αντίσταση και αποτελεσματική μετάδοση ρεύματος.Αυτή η σύνδεση είναι σημαντική για ακριβείς μετρήσεις συγκέντρωσης αερίου, επιτρέποντας την απρόσκοπτη μεταφορά ηλεκτρικού σήματος από το στοιχείο ανίχνευσης στους ακροδέκτες εξόδου.

Tubular Ceramic: Το σωληνοειδές κεραμικό, συνήθως κατασκευασμένο από οξείδιο του αργιλίου (al₂o₃), κάθεται ανάμεσα στο πηνίο θερμαντήρα και το στρώμα ανίχνευσης αερίου.Το υψηλό σημείο τήξης υποστηρίζει τη διαδικασία καύσης του στρώματος ανίχνευσης, διατηρώντας υψηλή ευαισθησία και αποτελεσματικό ρεύμα εξόδου.Το σωληνοειδές κεραμικό προσφέρει δομική σταθερότητα και θερμομόνωση, προστατεύοντας τα εσωτερικά μέρη του αισθητήρα και ενισχύοντας την ανθεκτικότητα και την απόδοση.

Το πλέγμα πάνω από το στοιχείο ανίχνευσης: Ένα μεταλλικό πλέγμα καλύπτει το στοιχείο ανίχνευσης, τα ευαίσθητα συστατικά θωράκισης από τη σκόνη και τα διαβρωτικά σωματίδια.Αυτό το πλέγμα προστατεύει τον αισθητήρα από εξωτερικούς ρύπους και διατηρεί την ακεραιότητα και τη μακροζωία του στρώματος ανίχνευσης αερίου.Με το φιλτράρισμα επιβλαβών σωματιδίων, το πλέγμα διασφαλίζει ότι ο αισθητήρας λειτουργεί με ακρίβεια και αξιόπιστα σε μεγάλες περιόδους.

Πώς λειτουργούν οι αισθητήρες αερίου;

Βασική τεχνολογία

Οι αισθητήρες αερίου χρησιμοποιούν ένα χημειοθεσία, συνήθως κατασκευασμένο από διοξείδιο του κασσίτερου (SNO2).Το SNO2 είναι ένας ημιαγωγός τύπου Ν που έχει πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία είναι καλά για τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Λειτουργία σε καθαρό αέρα

Στον καθαρό αέρα, τα μόρια οξυγόνου από την ατμόσφαιρα συνδέονται με την επιφάνεια SnO2.Αυτά τα μόρια οξυγόνου καταγράφουν ελεύθερα ηλεκτρόνια από το SNO2, δημιουργώντας ένα φράγμα που σταματά τη ροή του ρεύματος.Επομένως, η έξοδος του αισθητήρα είναι μηδενική ή σε γραμμή βάσης.

Αντίδραση σε τοξικά ή καύσιμα αέρια

Όταν εκτίθενται σε τοξικά ή εύφλεκτα αέρια, αυτά τα αέρια αντιδρούν με το οξυγόνο στην επιφάνεια SnO2, απελευθερώνοντας τα παγιδευμένα ηλεκτρόνια.Αυτή η αύξηση στα ελεύθερα ηλεκτρόνια αυξάνει την αγωγιμότητα του SNO2.Το επίπεδο αυτής της αλλαγής αγωγιμότητας ταιριάζει με τη συγκέντρωση του αερίου.

Πώς να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα αερίου;

Εικόνα 26: Μονάδα αισθητήρα αερίου και 4 ακροδέκτες

Ένας βασικός αισθητήρας αερίου έχει έξι ακροδέκτες: τέσσερις για είσοδο/έξοδο (επισημασμένη Α, Α, Β, Β) και δύο για θέρμανση του πηνίου (επισημασμένο Η, Η).Οι ακροδέκτες εισόδου/εξόδου μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά.Οι αισθητήρες αερίου συχνά έρχονται ως ενότητες που περιλαμβάνουν τον ίδιο τον αισθητήρα και ένα IC συγκριτή.Αυτές οι ενότητες έχουν συνήθως τέσσερα τερματικά: VCC (τροφοδοτικό), GND (έδαφος), ψηφιακή έξοδο (σήμα που υποδεικνύει την παρουσία αερίου) και αναλογική έξοδο (συνεχή τάση που υποδεικνύει συγκέντρωση αερίου).

Αύξηση της εξόδου του αισθητήρα

Δεδομένου ότι μόνο ο αισθητήρας αερίου παράγει μια μικρή έξοδο (σε millivolts), απαιτείται εξωτερικό κύκλωμα για να μετατραπεί αυτή η έξοδος σε ψηφιακό σήμα.Αυτή η μετατροπή χρησιμοποιεί ένα συγκριτικό (συνήθως LM393), ένα ρυθμιζόμενο ποτενσιόμετρο και πρόσθετες αντιστάσεις και πυκνωτές.Ο συγκριτής LM393 λαμβάνει την έξοδο του αισθητήρα, το συγκρίνει με μια τάση αναφοράς και παρέχει μια ψηφιακή έξοδο.Το ποτενσιόμετρο ρυθμίζει το επίπεδο συγκέντρωσης αερίου που προκαλεί υψηλή απόδοση.

Βασικό διάγραμμα κυκλώματος μιας μονάδας αισθητήρα αερίου

Εικόνα 27: Βασικό διάγραμμα κυκλώματος ενός αισθητήρα αερίου σε μονάδα αισθητήρα αερίου

Το κύκλωμα αισθητήρα αερίου περιλαμβάνει ακροδέκτες εισόδου/εξόδου (Α και Β) και ακροδέκτες θερμαντήρα (Η).Το πηνίο θερμαντήρα πρέπει να λαμβάνει επαρκή τάση για να ενεργοποιήσει τον αισθητήρα.Χωρίς αυτή την τάση εισόδου, το ρεύμα εξόδου είναι αμελητέο.Μόλις τροφοδοτηθεί, το στρώμα ανίχνευσης μπορεί να ανιχνεύσει αέρια.

Χωρίς αέριο:

Η αντίσταση του στρώματος ανίχνευσης παραμένει αμετάβλητη, με αποτέλεσμα το ελάχιστο ρεύμα εξόδου.

Παρόν στο αέριο:

Το προθερμασμένο πηνίο διευκολύνει την ανίχνευση μεταβάλλοντας την αντίσταση του υλικού, μεταβάλλοντας τη ροή του ρεύματος στην αντίσταση φορτίου (RL).

Η τιμή του RL, τυπικά μεταξύ 10kΩ έως 47kΩ, βαθμονομείται με βάση την επιθυμητή ευαισθησία στη συγκέντρωση αερίου.Οι χαμηλότερες τιμές αντίστασης μειώνουν την ευαισθησία, ενώ οι υψηλότερες τιμές αντίστασης αυξάνουν την ευαισθησία.Το κύκλωμα περιλαμβάνει επίσης ένα LM393 OP-AMP, το οποίο μετατρέπει το αναλογικό σήμα σε ένα ψηφιακό.Ένα ενσωματωμένο ποτενσιόμετρο 10K επιτρέπει τη ρύθμιση της ευαισθησίας της μονάδας αισθητήρα.Δύο LED παρέχουν οπτικούς δείκτες: ένα για ισχύ (υποδεικνύοντας ότι η πλακέτα τροφοδοτείται) και ένα για ενεργοποίηση (υποδεικνύοντας το καθορισμένο όριο έχει επιτευχθεί).Οι πυκνωτές αποσύνδεσης μειώνουν τον θόρυβο, εξασφαλίζοντας σταθερές και ακριβείς μετρήσεις αισθητήρων.

Πιο δημοφιλείς αισθητήρες αερίου

Η σειρά αισθητήρων αερίου ημιαγωγού MQ, συμπεριλαμβανομένων μοντέλων όπως το MQ-2, MQ-3, MQ-4, MQ-5, MQ-6, MQ-7, MQ-8, MQ-9, MQ-131, MQ-135, MQ-136, MQ-137, MQ-138, MQ-214, MQ-303A, MQ-306A και MQ-309A, είναι καλά θεωρημένοι για την αξιοπιστία και την ακρίβειά τους σε διάφορες εφαρμογές.Αυτοί οι αισθητήρες πληρούν ένα ευρύ φάσμα περιβαλλοντικών και βιομηχανικών απαιτήσεων.

Εικόνα 28: Πίνακας διαφορετικών τύπων αισθητήρα αερίου

MQ-2: Ανιχνεύει καύσιμα αέρια και καπνό.

Προθερμάνετε τον αισθητήρα για 24 ώρες.Βαθμολογήστε με μια γνωστή συγκέντρωση του αερίου στόχου, όπως 1000 ppm μεθανίου.Ρυθμίστε την αντίσταση φορτίου με βάση την τάση εξόδου.

Παρατηρήστε την αργή αύξηση της αντίστασης καθώς ο εσωτερικός θερμαντήρας σταθεροποιείται.Βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας έχει θερμαίνεται πλήρως πριν λάβετε αναγνώσεις για να αποφύγετε ανακρίβειες.

MQ-3: Ανίχνευση ατμών αλκοόλ, που χρησιμοποιείται συχνά σε αναπνευστικούς παράγοντες.

Ζεστάνετε τον αισθητήρα για τουλάχιστον 48 ώρες πριν από την αρχική χρήση.Βαθμολογήστε με 0,4 mg/L αλκοόλ στον αέρα.Ρυθμίστε την αντίσταση φορτίου για να ταιριάζει με συγκεκριμένες ανάγκες εφαρμογής.

Παρακολούθηση ευαισθησίας παρακολούθησης κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης και ρυθμίστε τα διαστήματα με βάση τη σταθερότητα.Καταγράψτε τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος καθώς επηρεάζουν την ακρίβεια.

MQ-4: Ανίχνευση μεθάνιο και φυσικού αερίου.

Προθερμάνετε για 24 ώρες.Βαθμολογήστε σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον με μεθάνιο 5000 ppm.Ρυθμίστε ανάλογα την αντίσταση φορτίου.

Παρακολούθηση του χρόνου απόκρισης.Η αργή απόκριση μπορεί να υποδηλώνει προβλήματα με τη σταθερότητα θερμαντήρα ή θερμοκρασίας στο περιβάλλον.

MQ-5: LPG, φυσικό αέριο και ανίχνευση αερίου άνθρακα.

Παρόμοια με το MQ-4 αλλά βαθμονομείται για πολλαπλά αέρια χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες συγκεντρώσεις.

Διατηρήστε ένα σταθερό περιβάλλον κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης.Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές διακυμάνσεις στις αναγνώσεις.

MQ-6: Ανιχνεύει LPG, βουτάνιο, ισοβουτάν και προπάνιο.

Προθερμάνετε και βαθμονομήστε όπως με το MQ-5.Εξασφαλίστε τον κατάλληλο εξαερισμό για να αποφύγετε τις συγκεντρώσεις επικίνδυνων αερίων κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης.

Δώστε προσοχή στον χρόνο αποκατάστασης του αισθητήρα μετά την έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις αερίου.Η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να κορεστεί τον αισθητήρα, απαιτώντας μεγαλύτερη περίοδο ανάκτησης.

MQ-7: Ανίχνευση μονοξειδίου του άνθρακα.

Προθερμάνετε για 48 ώρες.Βαθμολογήστε σε περιβάλλον 100 ppm.Ρυθμίστε την αντίσταση φορτίου για να ταιριάζει με την επιθυμητή ευαισθησία.

Παρατηρήστε τη συμπεριφορά κάτω από τις κυμαινόμενες θερμοκρασίες, καθώς οι αισθητήρες CO είναι ευαίσθητοι στις μεταβολές της θερμοκρασίας.Εφαρμόστε έναν αλγόριθμο αντιστάθμισης εάν χρειαστεί.

MQ-8: Ανίχνευση αερίου υδρογόνου.

Προθερμάνετε για 24 ώρες.Βαθμολογήστε σε περιβάλλον υδρογόνου 1000 ppm.Ρυθμίστε την αντίσταση φορτίου για βέλτιστη απόδοση.

Βεβαιωθείτε ότι το περιβάλλον βαθμονόμησης είναι απαλλαγμένο από άλλα αέρια και μολυντές, καθώς οι αισθητήρες υδρογόνου είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στη μόλυνση.

MQ-9: Ανιχνεύει μονοξείδιο του άνθρακα και εύφλεκτα αέρια.

Προθερμάνετε για 48 ώρες.Βαθμολογήστε ξεχωριστά για CO και εύφλεκτα αέρια χρησιμοποιώντας γνωστές συγκεντρώσεις.Ρυθμίστε τις αντιστάσεις φορτίου για κάθε ανίχνευση αερίου.

Βεβαιωθείτε ότι η βαθμονόμηση για ένα αέριο δεν παρεμβαίνει στην ευαισθησία στο άλλο.Εστίαση στην ικανότητα ανίχνευσης διπλού αερίου.

MQ-131: Ανίχνευση όζοντος.

Προθερμάνετε για 24 ώρες.Βαθμολογήστε σε περιβάλλον 0,1 ppm όζον.Ρυθμίστε ανάλογα την αντίσταση φορτίου.

Ελέγξτε τακτικά την ευαισθησία του αισθητήρα και την επαναβαθμονόμηση καθώς οι αισθητήρες του όζοντος μπορούν να υποβαθμιστούν με την πάροδο του χρόνου με έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις.

MQ-135: Αισθητήρας ποιότητας αέρα που ανιχνεύει NH3, NOX, αλκοόλ, βενζόλιο, καπνό και CO2.

Προθερμάνετε για 24 ώρες.Χρησιμοποιήστε διάφορα ελεγχόμενα περιβάλλοντα αερίου για να βαθμονομήσετε για κάθε συγκεκριμένο αέριο.

Διατηρήστε τις λεπτομέρειες των ρυθμίσεων βαθμονόμησης για κάθε τύπο αερίου.Η τακτική επαναβαθμονόμηση είναι καλή για να διατηρηθεί η ακρίβεια λόγω του ευρέος φάσματος των ανιχνεύσιμων αερίων.

MQ-136 σε MQ-309A: Κάθε αισθητήρας στοχεύει συγκεκριμένα αέρια και έχει παρόμοια βαθμονόμηση όπως περιγράφεται ως MQ-135.

Προθερμάνετε για 24 ώρες και χρησιμοποιήστε διάφορα ελεγχόμενα περιβάλλοντα αερίου για να βαθμονομήσετε για κάθε συγκεκριμένο αέριο.

Κατανοήστε συγκεκριμένες ευαισθησίες και διασταυρούμενες ευαισθησίες κάθε αισθητήρα.Η τακτική συντήρηση, η βαθμονόμηση και ο περιβαλλοντικός έλεγχος είναι το κλειδί για τη βέλτιστη απόδοση.

Εφαρμογές αισθητήρα αερίου

Βιομηχανική Ασφάλεια: Σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, οι αισθητήρες αερίου παρακολουθούν τοξικά αέρια όπως μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και υδρόθειο.Αυτοί οι αισθητήρες εγκαθίστανται σε περιοχές που είναι επιρρεπείς σε διαρροές, όπως χημικά εργοστάσια, μονάδες παραγωγής και εγκαταστάσεις αποθήκευσης.Λειτουργούν συνεχώς, στέλνοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σε ένα κεντρικό σύστημα ελέγχου.Όταν τα επίπεδα φυσικού αερίου υπερβαίνουν τα καθορισμένα όρια, το σύστημα ενεργοποιεί συναγερμούς και αυτόματο τερματισμό λειτουργίας για την πρόληψη των κινδύνων.Οι χειριστές συνήθως βαθμονομούν αυτούς τους αισθητήρες, εκτελώντας ελέγχους πεδίου και βαθμονόμηση μηδενικού σήματος για να εξασφαλίσουν την ακρίβεια.

Ασφάλεια των νοικοκυριών: Στο σπίτι, οι αισθητήρες φυσικού αερίου ανιχνεύουν διαρροές φυσικού αερίου ή προπανίου, αποτρέποντας εκρήξεις ή δηλητηρίαση.Αυτοί οι αισθητήρες αποτελούν συχνά μέρος των έξυπνων οικιακών συστημάτων, προειδοποιώντας τους ιδιοκτήτες σπιτιού μέσω smartphones ή επικοινωνώντας με υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης.Συνήθως εγκαθίστανται σε κουζίνες, υπόγεια ή κοντά στις συσκευές αερίου.Οι ιδιοκτήτες σπιτιού θα πρέπει να δοκιμάζουν τακτικά αυτές τις συσκευές και να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες ανάλογα με τις ανάγκες για να τους κρατήσουν λειτουργικές.

Βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου: Σε εξέδρες πετρελαίου, οι αισθητήρες αερίου παρακολουθούν τις πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) και άλλα επικίνδυνα αέρια.Αυτοί οι αισθητήρες είναι κατασκευασμένοι ώστε να αντέχουν σε σκληρές υπεράκτιες συνθήκες, όπως ακραίες θερμοκρασίες και υγρασία.Είναι μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος ασφαλείας που περιλαμβάνει ελέγχους εξαερισμού και μηχανισμούς έκτακτης ανάγκης.Οι καθημερινές επιθεωρήσεις διασφαλίζουν ότι οι αισθητήρες είναι απαλλαγμένοι από μολυσματικές ουσίες και λειτουργούν σωστά, με τις ρυθμίσεις επί τόπου που γίνονται χρησιμοποιώντας φορητές συσκευές βαθμονόμησης.

Βιομηχανία φιλοξενίας: Σε ξενοδοχεία, οι αισθητήρες αερίου επιβάλλουν πολιτικές μη καπνιστών, ανιχνεύοντας τον καπνό τσιγάρων και ενεργοποιώντας συστήματα εξαερισμού ή συναγερμούς.Εγκατεστημένα διακριτικά σε δωμάτια και κοινόχρηστους χώρους, αυτοί οι αισθητήρες βοηθούν τη διαχείριση του ξενοδοχείου να αντιμετωπίσει αμέσως τις παραβιάσεις και να διατηρήσει ένα περιβάλλον χωρίς καπνό.Η τακτική συντήρηση ελέγχει τους καθαρούς αισθητήρες και επαληθεύει την ευαισθησία τους στα σωματίδια καπνού.

Περιβάλλον γραφείου: Σε κτίρια γραφείων, οι αισθητήρες αερίου παρακολουθούν την ποιότητα του αέρα εσωτερικού χώρου, εστιάζοντας σε ρύπους όπως το διοξείδιο του άνθρακα, τα πτητικά εορταστήματα και τα σωματίδια.Ενσωματωμένο με συστήματα HVAC, αυτοί οι αισθητήρες ρυθμίζουν τη ροή αέρα για να εξασφαλίσουν έναν υγιή χώρο εργασίας.Οι διαχειριστές των εγκαταστάσεων αναλύουν τα δεδομένα του αισθητήρα για τη βελτιστοποίηση του εξαερισμού, μειώνοντας το ενεργειακό κόστος διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα του αέρα.Η περιοδική βαθμονόμηση και οι ενημερώσεις λογισμικού εκτελούνται για την ενίσχυση της απόδοσης του αισθητήρα.

Συστήματα κλιματισμού: Οι αισθητήρες αερίου στα κλιματιστικά διαχειρίζονται τα επίπεδα CO2, βελτιώνοντας την ποιότητα του αέρα.Μέρος ενός αυτοματοποιημένου συστήματος, ρυθμίζουν τα ποσοστά εξαερισμού με βάση τις συγκεντρώσεις CO2 σε πραγματικό χρόνο.Οι τεχνικοί ελέγχουν τη λειτουργικότητα των αισθητήρων κατά τη διάρκεια της συντήρησης ρουτίνας για να εξασφαλίσουν ακριβείς αναγνώσεις και τη βέλτιστη ποιότητα του αέρα.

Συστήματα ανίχνευσης πυρκαγιάς: Οι αισθητήρες αερίου στα συστήματα ανίχνευσης πυρκαγιάς αναγνωρίζουν τον καπνό και τα τοξικά αέρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα νωρίς.Παρέχουν προειδοποιήσεις, επιτρέποντας την έγκαιρη εκκένωση και τα μέτρα ελέγχου της πυρκαγιάς.Το προσωπικό της πυρασφάλειας δοκιμάζει τακτικά αυτά τα συστήματα προσομοιώνοντας συνθήκες καπνού για να εξασφαλίσει την ανταπόκριση και την αξιοπιστία του αισθητήρα.

Λειτουργίες εξόρυξης: Στην εξόρυξη, οι αισθητήρες αερίου ανιχνεύουν επικίνδυνα αέρια όπως το μεθάνιο και το μονοξείδιο του άνθρακα, για την ασφάλεια των εργαζομένων.Αυτοί οι αισθητήρες αποτελούν μέρος ενός δικτυωμένου συστήματος ασφαλείας, παρέχοντας συνεχείς ρυθμίσεις παρακολούθησης και αυτόματου εξαερισμού.Οι ανθρακωρύχοι μεταφέρουν επίσης φορητούς ανιχνευτές αερίου ως πρόσθετο μέτρο ασφαλείας.Η τακτική κατάρτιση σχετικά με τις χρήσεις των αισθητήρων και τις διαδικασίες απόκρισης έκτακτης ανάγκης εξασφαλίζει την ετοιμότητα.

Αναλυτές αναπνοής: Οι αισθητήρες αερίου στους αναλυτές αναπνοής μετρούν την περιεκτικότητα σε αλκοόλ αίματος (BAC) ανιχνεύοντας αιθανόλη σε αναπνοή.Χρησιμοποιείται από την επιβολή του νόμου και τα άτομα για παρακολούθηση, αυτές οι συσκευές απαιτούν βαθμονόμηση με γνωστά πρότυπα αιθανόλης για να διατηρήσουν την ακρίβεια.Οι χρήστες ακολουθούν αυστηρά πρωτόκολλα, όπως η διασφάλιση ότι η συσκευή βρίσκεται στη σωστή θερμοκρασία και αποφεύγοντας τη μόλυνση, για να εξασφαλίσει αξιόπιστα αποτελέσματα.

Σύναψη

Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, οι αισθητήρες φυσικού αερίου γίνονται όλο και πιο ισχυροί και ευρύ, ενισχύοντας την απόδοσή τους και καθιστώντας τους απαιτούμενες σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανικής ασφάλειας και της ασφάλειας των νοικοκυριών.Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των αισθητήρων αερίου και του τρόπου διατήρησης τους υπογραμμίζει την τεχνική τους σημασία και τη σημαντική τους συμβολή στην προστασία των ζωών και τη βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος μας.Είτε στα εργοστάσια, τα σπίτια ή τους δημόσιους χώρους, οι αισθητήρες φυσικού αερίου είναι το κλειδί για ένα ασφαλέστερο, πιο υγιεινό μέλλον.Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, οι αισθητήρες φυσικού αερίου γίνονται όλο και πιο πρόοδοι και καλά αναπτυγμένοι, ενισχύοντας την απόδοσή τους και καθιστώντας τους απαραίτητες σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανικής ασφάλειας και της ασφάλειας των νοικοκυριών.

Συχνές ερωτήσεις [FAQ]

1. Ποιοι είναι οι αισθητήρες αερίου;

Ένας αισθητήρας αερίου είναι μια συσκευή που ανιχνεύει την παρουσία και τη συγκέντρωση αερίων στον αέρα.Μετατρέπει τις χημικές πληροφορίες από το αέριο σε ένα ηλεκτρονικό σήμα που μπορεί να μετρηθεί και να αναλυθεί.

2. Ποιος είναι ο σκοπός ενός αισθητήρα αερίου;

Ο πρωταρχικός σκοπός ενός αισθητήρα αερίου είναι η παρακολούθηση και η ανίχνευση διαρροών αερίου ή η παρουσία επικίνδυνων αερίων.Βοηθά στην εξασφάλιση της ασφάλειας παρέχοντας έγκαιρες προειδοποιήσεις επικίνδυνων επιπέδων αερίου, αποτρέποντας τα ατυχήματα και εξασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς ασφαλείας.

3. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του αισθητήρα αερίου;

Οι αισθητήρες αερίου είναι συσκευές που ανιχνεύουν και μετρούν τις συγκεντρώσεις αερίου στον αέρα, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια παρέχοντας έγκαιρες προειδοποιήσεις επικίνδυνων αερίων.Είναι ακριβείς, προσφέροντας ακριβείς μετρήσεις και ενισχύουν την ασφάλεια σε διάφορα περιβάλλοντα μέσω της έγκαιρης ανίχνευσης.Οι αισθητήρες αερίου μπορούν να ενσωματωθούν σε αυτοματοποιημένα συστήματα για συνεχή παρακολούθηση, μειώνοντας την ανάγκη για χειροκίνητες επιθεωρήσεις και μείωση του κόστους εργασίας.Η ευελιξία τους τους επιτρέπει να ανιχνεύουν ένα ευρύ φάσμα αερίων, καθιστώντας τα κατάλληλα για πολλές εφαρμογές, από βιομηχανικά εργοστάσια και περιβαλλοντική παρακολούθηση έως οικιστικές και ιατρικές ρυθμίσεις.Ένα παράδειγμα είναι ένας αισθητήρας μονοξειδίου του άνθρακα σε σπίτια που προειδοποιεί τους επιβάτες σε επικίνδυνα επίπεδα αερίου CO.

4. Πού χρησιμοποιούνται οι αισθητήρες αερίου;

Οι αισθητήρες αερίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες και ρυθμίσεις, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης των αερίων σε εργοστάσια παραγωγής, διυλιστήρια και χημικά εργοστάσια για να εξασφαλίσουν τη βιομηχανική ασφάλεια.Μέτρηση της ποιότητας του αέρα και ανίχνευση επιπέδων ρύπανσης για την προστασία του περιβάλλοντος.Ανίχνευση μονοξειδίου του άνθρακα και διαρροές φυσικού αερίου σε σπίτια για την ασφάλεια των κατοικιών.Παρακολούθηση αναπνευστικών αερίων στο περιβάλλον υγειονομικής περίθαλψης.Και την ανίχνευση των εκπομπών αερίου στα οχήματα για να εξασφαλιστεί η συμμόρφωση με τα περιβαλλοντικά πρότυπα.

5. Τι είναι ένα παράδειγμα αισθητήρα αερίου;

Ένα κοινό παράδειγμα αισθητήρα αερίου είναι ο αισθητήρας μονοξειδίου του άνθρακα (CO) που χρησιμοποιείται στα σπίτια.Αυτός ο αισθητήρας ανιχνεύει το αέριο CO, το οποίο είναι άχρωμο και άοσμο, παρέχοντας συναγερμό όταν υπάρχουν επικίνδυνα επίπεδα για να αποφευχθεί η δηλητηρίαση.

6. Πώς να εργαστείτε ένας αισθητήρας αερίου;

Ένας αισθητήρας αερίου λειτουργεί με την έκθεση σε ένα αέριο -στόχο, το οποίο αλληλεπιδρά με το υλικό ανίχνευσης του αισθητήρα, προκαλώντας μια χημική αντίδραση που αλλάζει τις ιδιότητες του αισθητήρα.Αυτή η αλλαγή μετατρέπεται σε ένα ηλεκτρονικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια επεξεργάζεται και μετράται για να παρέχει μια ευανάγνωστη έξοδο, όπως μια αριθμητική τιμή ή ένας συναγερμός.Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας μονοξειδίου του άνθρακα σε ένα σπίτι συνεχώς παρακολουθεί τον αέρα.Εάν ανιχνευθεί το αέριο CO, αντιδρά με τον αισθητήρα, δημιουργώντας ένα ηλεκτρονικό σήμα που ενεργοποιεί ένα συναγερμό εάν τα επίπεδα CO είναι πολύ υψηλά, προειδοποιώντας σας για τον κίνδυνο.