氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具,主要是指便攜式/手持式氣體檢測儀。主要利用氣體傳感器來檢測環(huán)境中存在的氣體種類,氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器。一般認(rèn)為,氣體傳感器的定義是以檢測目標(biāo)為分類基礎(chǔ)的,也就是說,凡是用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不管它是用物理方法,還是用化學(xué)方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器,但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器,盡管它們有時使用大體一致的檢測原理。 氣體檢測儀器的傳感器種類及優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 半導(dǎo)體式 它是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料,在一定溫度下,電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理制造的。比如,酒精傳感器,就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原理制備 的。 優(yōu)點(diǎn) 半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效地用于: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,適宜于民用氣體檢測的需求。下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高質(zhì)量的傳感器可以滿足工業(yè)檢測的需要。 缺點(diǎn) 穩(wěn)定性較差,受環(huán)境影響較大;尤其,每一種傳感器的選擇性都不是唯一的,輸出參數(shù)也不能確定。因此,不宜應(yīng)用于計量準(zhǔn)確要求的場所。 燃燒式這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐高溫的催化劑層,在一定的溫度下,可燃性氣體在其表面催化燃燒,燃燒是白金電阻溫度升高,電阻變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數(shù)。 優(yōu)點(diǎn) 催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡是不能燃燒的,傳感器都沒有任何響應(yīng)。催化燃燒式氣體傳感器計量準(zhǔn)確,響應(yīng)快速,壽命較長。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險直接相關(guān),在安全檢測領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器。 缺點(diǎn) 在可燃性氣體范圍內(nèi),無選擇性。暗火工作,有引燃爆炸的危險。大部分元素有機(jī)蒸汽對傳感器都有中毒作用。 熱導(dǎo)池式 每一種氣體,都有自己特定的熱導(dǎo)率,當(dāng)兩個和多個氣體的熱導(dǎo)率差別較大時,可以利用熱導(dǎo)元件,分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用于氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃度甲烷的檢測。 這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄,限制因素較多。 電化學(xué)式 它相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性,可以被電化學(xué)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(xué)氣體傳感器分很多子類: (1)原電池型氣體傳感器(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(fā)電池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的干電池,只是,電池的碳錳電極被氣體電極替代了。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,在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。 (2)恒定電位電解池型氣體傳感器,這種傳感器用于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,它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強(qiáng)制下發(fā)生的,是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于:一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中,是現(xiàn)有毒有害氣體檢測的主流傳感器。 (3)濃差電池型氣體傳感器,具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè),會自發(fā)形成濃差電動勢,電動勢的大小與氣體的濃度有關(guān),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(zhì)型二氧化碳傳感器。 (4)極限電流型氣體傳感器,有一種測量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧(氣)濃度傳感器,用于汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測。 紅外線 大部分的氣體在中紅外區(qū)都有特征吸收峰,檢測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確定某氣體的濃度。 這種傳感器過去都是大型的分析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器工業(yè)的發(fā)展,這種傳感器的體積已經(jīng)由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指大小)左右。使用無需調(diào)制光源的紅外探測器使得儀器完全沒有機(jī)械運(yùn)動部件,完全實現(xiàn)免維護(hù)化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類,準(zhǔn)確測定氣體濃度。 這種傳感器成功的用于:二氧化碳、甲烷的檢測。
開停傳感器適于煤礦等具有瓦斯煤塵爆炸危險場所的各種機(jī)電設(shè)備(如采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、局扇、水泵等)開、停狀態(tài)的連續(xù)實時監(jiān)測。具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)新穎、感應(yīng)靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、安裝維修方便、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),可輸出多種信號制供選擇。
開停傳感器工作原理
利用測定磁場的方式,間接地測定設(shè)備的工作狀態(tài)。通電的導(dǎo)體周圍必定產(chǎn)生磁場,測出電纜周圍有無磁場存在,即檢測出電纜內(nèi)有無電流通過,就可鑒別設(shè)備的開/停狀態(tài)。井下機(jī)電設(shè)備系三相供電,電纜內(nèi)三相芯線有對稱與不對稱之分,而在電纜外皮上,總可找到一點(diǎn)與三相芯線呈不等距,該點(diǎn)形成的磁場以靠近的芯線起主導(dǎo)作用。利用傳感頭中的檢測線圈,貼近電纜中一相芯線,即可測得微弱的磁感應(yīng)信號,供電電流越大時,感應(yīng)的信號也越強(qiáng)。感應(yīng)出的信號,再經(jīng)放大、檢波、信號變換及信號輸出等環(huán)節(jié),將設(shè)備開停信息遠(yuǎn)傳給信息分站,再由分站傳至地面。
開停傳感器適應(yīng)范圍
開停傳感器主要用于監(jiān)測煤礦井下機(jī)電設(shè)備(如采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、提升機(jī)、破碎機(jī)、局扇、泵站、風(fēng)機(jī)等)的開停狀態(tài),并把檢測到的設(shè)備開停信號轉(zhuǎn)換成各種標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸給礦井監(jiān)測系統(tǒng)(或其它向地面?zhèn)魉托畔⒌妮d波設(shè)備等),可實現(xiàn)由地面對全礦電氣設(shè)備開停狀態(tài)進(jìn)行集中連續(xù)自動監(jiān)測。
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