氣體檢測儀是一(yī)種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具,其中包括:便攜式氣體檢測儀、手(shǒu)持式(shì)氣(qì)體檢測儀、固定式(shì)氣體檢測儀、在線式氣體檢測儀等(děng)。主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體種類,氣體傳感器是用(yòng)來檢(jiǎn)測氣體的成份和含量的(de)傳(chuán)感器。
一般認為,氣體傳感器的定義是以檢測目(mù)標為分類基礎的,也就是說(shuō),凡是用於檢測氣體成份(fèn)和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不(bú)管它是用物理方(fāng)法,還是用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器,但是熱(rè)導式氣體分析儀卻屬於重要的氣體(tǐ)傳感器,盡管它(tā)們(men)有時使用大體一致的檢測原(yuán)理。
儀器氣體檢測儀種類
半導體式
它是利用一些金屬氧化物半導體材料,在(zài)一定溫度下,電導率(lǜ)隨著環境氣體成份的(de)變化而變化的原理製造的。比如,酒(jiǔ)精傳感器,就(jiù)是利用二(èr)氧化錫在高溫下遇(yù)到酒精氣體時,電阻會(huì)急劇減小的原理(lǐ)製備的。
優(yōu)點
半(bàn)導體式氣體傳感器可以有效地用於:甲烷、乙(yǐ)烷、丙烷、丁(dīng)烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙(yǐ)炔(quē)、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多(duō)氣體(tǐ)地檢測。尤其是,這種傳感器成本(běn)低廉,適宜於民(mín)用氣體(tǐ)檢測的需求。下列幾種半導體式氣體傳感器是成功的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市(shì)煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高質量的傳感器可以滿足工業(yè)檢測的需要。
缺點
穩定性較差,受環境影(yǐng)響較大;尤其,每一種傳感器的選擇性都不是唯一的,輸出參數也不能確定。因此,不宜應用於計量準(zhǔn)確要求的場所。
燃燒式
這種傳感器是在白金電阻(zǔ)的表麵製備耐(nài)高溫的催(cuī)化劑層,在一定的溫度下,可燃性氣體在其表麵催(cuī)化燃燒,燃燒是白金電阻溫度升高,電阻(zǔ)變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數。
優點
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡(fán)是不能燃燒的,傳感器(qì)都沒有任何響應。催化燃燒式氣(qì)體傳感器計量準確,響應快速,壽命較長。傳感器的輸出(chū)與環境的爆炸危險(xiǎn)直(zhí)接相關,在安全(quán)檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺點
在可燃性氣體範圍內,無(wú)選擇性。暗火工(gōng)作,有(yǒu)引燃爆炸(zhà)的危險。大(dà)部分元素有機蒸汽對傳感器都有(yǒu)中毒作用。
熱導池式
每一種氣體(tǐ),都有自(zì)己特定的熱導率,當兩個和多(duō)個(gè)氣體的熱(rè)導率差別較大時,可以利用熱(rè)導(dǎo)元件,分辨其中一個組分的(de)含量。這(zhè)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(gāo)濃度甲烷的檢測。
這(zhè)種氣體傳感器可應用(yòng)範圍較窄,限製因素較多。
電化(huà)學式
它相當一部分的可燃性的、有毒有害(hài)氣體都有電化(huà)學活性,可以(yǐ)被電化學氧化或者還原。利用這些反應(yīng),可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學氣體(tǐ)傳感器分很(hěn)多子類:
(1)、原(yuán)電池(chí)型氣體傳感器(也稱:加伏尼電(diàn)池型氣體傳(chuán)感器,也(yě)有稱(chēng)燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發電池(chí)型氣體傳感(gǎn)器),他們的原理行同(tóng)我(wǒ)們用的幹電池,隻是,電池的碳錳電(diàn)極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例,氧(yǎng)在陰(yīn)極被還原,電子通過電流表流到陽極,在那裏鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關。這種傳感(gǎn)器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電解池(chí)型氣體傳感(gǎn)器,這種傳感器用於檢測還原性氣(qì)體非常有效,它的原理與原電池型傳感器不一樣(yàng),它的電化學反應是在電流強(qiáng)製下發生(shēng)的,是一種真正的庫侖分析的(de)傳感(gǎn)器。這種傳感器已經成功地用於:一氧化碳(tàn)、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中(zhōng),是現有(yǒu)毒有害氣體檢測的(de)主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體傳感器,具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側,會自發形成濃差電動勢,電動勢(shì)的大小與氣體的濃(nóng)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(yǎng)化碳傳感器。
(4)、極(jí)限電流型氣體傳(chuán)感器,有一種測量氧氣濃度(dù)的傳感器利(lì)用電化池中的極(jí)限(xiàn)電流與載流(liú)子濃度相(xiàng)關的原理製備氧(氣)濃度傳感器,用於(yú)汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測。
紅外(wài)線
大部分的氣體在中紅外區都有特(tè)征吸收峰,檢測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確(què)定某氣體(tǐ)的濃度。
這種傳感器過去都是大型的分析儀(yí)器,但是近些年,隨著以MEMS技術為基礎的傳感器工(gōng)業(yè)的發展,這種傳感器的體積已經由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指大小)左右。使用(yòng)無需調製光源的紅外探測器使得儀器完全(quán)沒有機械運動部件,完全實現免維護化。紅外線(xiàn)氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類,準確測定(dìng)氣體濃度。
這種傳感器成功的用於:二氧化碳、甲烷的檢測(cè)。
氣(qì)體檢測儀分類(lèi)
按使用方式可分為台式氣體檢測儀和手持氣體檢測儀
按可檢測的氣體數量可分(fèn)為單一氣體檢測儀和多種氣體檢測(cè)儀
按氣體(tǐ)傳感器的原理可分為紅外線氣(qì)體檢(jiǎn)測儀、熱(rè)磁氣體檢(jiǎn)測儀(yí)、電(diàn)化學式氣(qì)體檢測儀(yí)、半導體式氣體檢測儀、紫外線氣體(tǐ)檢測儀等。
四合一氣體檢測儀原理
以常見的(de)紅外線氣體檢測儀為例,說明氣(qì)體檢測儀的原理:
測量這種吸收光譜可判別出氣體的種類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度(dù)。紅外線檢測儀(yí)的使用範圍寬,不(bú)僅可分析氣體成分,也可分析溶液成分,且靈敏度較高,反應(yīng)迅速(sù),能(néng)在線連續指示,也可(kě)組成(chéng)調節係(xì)統。工業上常用的紅外線氣體檢測儀的檢測部分由兩個並列的結(jié)構相同的光學係統組成。
一個是測量室,一個是參比室。兩室通過切光板以一定周期同(tóng)時或交替開閉光(guāng)路。在測量室(shì)中導入被測氣體後,具(jù)有被測氣體特有波長的光被吸(xī)收,從而使透過測量室這一光路而進入紅外線接收氣室的光通量減少。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)濃度越高(gāo),透過測量室和參比室的光(guāng)通量差值就(jiù)越大。這個(gè)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室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部,室內封(fēng)有(yǒu)濃度較大的被測組分氣體,在吸收波長範圍內能將射入的紅外線全部吸收,從而使脈動的光通量變為溫度的周期變化,再可根據氣態方程使溫度的(de)變化轉(zhuǎn)換(huàn)為(wéi)壓力的變化(huà),然後用電容(róng)式傳(chuán)感器來檢測,經過放大處理後指(zhǐ)示出被(bèi)測氣體濃度。除(chú)用電容式傳感器外(wài),也可用直接檢測紅外線(xiàn)的量子式(shì)紅外線傳感器,並采用紅外幹涉濾光片進行波長選擇(zé)和配以可調激光器(qì)作光源,形(xíng)成一(yī)種嶄新的全固體式紅外氣體檢測(cè)儀。這種檢測儀隻用(yòng)一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感(gǎn)器就能完成氣體濃度的測量。此外,若采用裝(zhuāng)有多個不同(tóng)波長的濾光盤,則能同時分別測(cè)定多組分氣體中的各種氣體的濃度。
可燃氣體檢測(cè)儀用途
氣體檢測儀可檢測硫化氫,一氧化碳,氧氣,二(èr)氧化硫,磷化氫,氨氣,二氧(yǎng)化氮,氰化氫,氯氣,二氧化氯,臭氧和(hé)可燃氣體等多種氣體,廣泛應用在石(shí)化、煤炭、冶金、化工、市(shì)政燃氣(qì)、環境監測等多種(zhǒng)場所現場檢測(cè)。 可以實現特殊場(chǎng)合測量需要(yào);可對坑道、管道、罐體、密閉空間等進(jìn)行氣體濃度探測或泄漏探測。