氣體檢測(cè)儀是一種氣體泄露濃(nóng)度(dù)檢測的儀器儀表工具,其中包括:便(biàn)攜式氣體檢測儀、手持(chí)式氣體檢(jiǎn)測儀、固定式氣(qì)體檢測儀、在線式氣(qì)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(lèi),氣體傳感器是(shì)用來檢測氣體的成份和含量的傳感器(qì)。
一般認為,氣體傳感器的定義是(shì)以檢測目標為分類基礎的,也就是說,凡是(shì)用於檢測(cè)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,還是用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳(chuán)感器不(bú)被(bèi)看(kàn)作氣體傳感器,但是(shì)熱導式氣體分析儀卻屬(shǔ)於重要的氣體傳(chuán)感器,盡管它們有時使用大體一致的(de)檢測(cè)原理。
儀器氣體檢測儀種類
半導體式
它(tā)是利用一些金屬氧化物半導體(tǐ)材料,在(zài)一定溫度下,電導率隨(suí)著環境氣體成份的變化而變化的(de)原理製造的。比如,酒精傳感器,就是利用二氧化錫在(zài)高溫下遇到酒精氣體(tǐ)時,電阻會急劇減小的原理製備的。
優點
半導體式氣體傳感器可以有效地(dì)用於:甲烷、乙烷、丙烷(wán)、丁烷、酒精(jīng)、甲醛、一(yī)氧化碳(tàn)、二氧化碳(tàn)、乙烯、乙炔、氯乙烯(xī)、苯乙烯、丙烯酸等(děng)很多氣體地檢測。尤(yóu)其(qí)是,這種傳(chuán)感器成本(běn)低廉,適宜於民用氣體檢測的需求。下列幾種半導體式氣體傳感器是成功的:甲烷(天然氣、沼(zhǎo)氣)、酒精、一氧化碳(tàn)(城市煤(méi)氣)、硫化(huà)氫、氨(ān)氣(包括胺類,肼類)。高質(zhì)量的傳感器(qì)可以滿足工業檢測的需要。
缺點
穩定性較差,受環(huán)境影響較大;尤其,每一種傳(chuán)感器的選擇性都不是唯一的,輸出參數也不能確定。因此,不宜應用於計量準確要求的場所。
燃燒(shāo)式
這種傳感器是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(de)函數。
優點
催化燃燒式氣體傳感器(qì)選擇性地檢測可燃性氣體(tǐ):凡是不能燃燒的,傳感器都沒有任何(hé)響應。催化燃燒式氣(qì)體傳感(gǎn)器計量準確,響應快速,壽命較長(zhǎng)。傳感(gǎn)器的輸出與環境的爆炸危險直接相關,在安全檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺點(diǎn)
在可燃性氣體範圍內,無選(xuǎn)擇性。暗(àn)火工作,有引燃(rán)爆炸的危險。大(dà)部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。
熱導池式
每一(yī)種氣體,都有自己特定的熱導率,當兩個和多(duō)個氣體的熱導率差別較(jiào)大時,可以利用熱導元件,分辨其中一個(gè)組分的(de)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(jiǎn)測。
這種氣體傳感器可應(yīng)用範圍較窄,限製(zhì)因素較(jiào)多。
電化學式
它相當一(yī)部分的可(kě)燃性(xìng)的、有(yǒu)毒有害(hài)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,可以(yǐ)分辨(biàn)氣(qì)體成(chéng)份、檢測氣(qì)體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類(lèi):
(1)、原電(diàn)池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電(diàn)池型氣體傳感器(qì),也有稱燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發電池型氣體傳感器),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(liú)表流(liú)到陽極,在那裏鉛金屬(shǔ)被氧化。電(diàn)流(liú)的大小與氧氣的濃度直(zhí)接相(xiàng)關。這種傳感器可以(yǐ)有效地檢測氧氣、二氧(yǎng)化硫、氯(lǜ)氣等。
(2)、恒定電位(wèi)電解池型氣體傳感器,這種傳感器用於檢測還原性氣體非常有效,它的原理與原(yuán)電池型傳感器不(bú)一樣(yàng),它的電化學反(fǎn)應是在電流強製下發生的,是(shì)一(yī)種(zhǒng)真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感(gǎn)器已經成功地用於:一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測(cè)之中,是現(xiàn)有(yǒu)毒有害氣體檢測(cè)的(de)主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體(tǐ)傳感器,具有電化(huà)學活性的氣(qì)體在(zài)電化(huà)學電池的兩側,會自發形成濃差(chà)電動勢,電動(dòng)勢的大小與氣體的濃度有關(guān),這種傳感(gǎn)器的成功實例(lì)就是汽車用氧(yǎng)氣傳感器、固體電解質型二氧化(huà)碳傳感器。
(4)、極限電流型氣體傳(chuán)感器,有一種測量(liàng)氧(yǎng)氣濃度的傳感器利用電(diàn)化池中的極限電流(liú)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(de)氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測(cè)。
紅(hóng)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(què)定某氣體的濃度(dù)。
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)為基礎的傳感器工業的發展,這種傳感器的體積已經由10升,45公斤的巨無霸,減小到(dào)2毫升(shēng)(拇指大小)左右。使用無需調製光源的紅外探測器使得儀器完全沒有(yǒu)機械(xiè)運動部件,完全實現免維護化(huà)。紅外(wài)線氣體傳感器可以有效地(dì)分辨氣體的種類,準確測定氣體濃度。
這種傳感器成功的用於:二氧化碳、甲烷的檢測。
氣體檢測儀分類
按使用方(fāng)式可分(fèn)為台式氣體檢測儀和手持氣體檢測儀
按(àn)可檢測的(de)氣體數(shù)量可分為單一氣體檢(jiǎn)測儀和多種氣體(tǐ)檢測儀
按氣體(tǐ)傳感(gǎn)器的原理可分為紅外(wài)線氣體檢測儀(yí)、熱磁氣體(tǐ)檢測儀、電化學式氣體檢測儀、半導體式氣體檢測儀、紫外(wài)線氣體檢測儀等。
四合一氣體(tǐ)檢測(cè)儀(yí)原理
以常見的紅外線(xiàn)氣體檢(jiǎn)測儀為例,說明氣體檢測儀(yí)的原理:
測量這種吸收(shōu)光譜可判別出氣體的種類;測量吸收強度可確定被測(cè)氣體(tǐ)的濃度(dù)。紅(hóng)外線檢測儀的使用範(fàn)圍寬,不僅可分析氣體成分,也(yě)可分(fèn)析溶(róng)液成分,且靈敏度較(jiào)高,反應迅速,能在線連續指示,也可組成調節係統。工(gōng)業上常用的(de)紅(hóng)外線氣體檢測儀的檢測部分(fèn)由兩(liǎng)個(gè)並列的結構相同的(de)光學係統組成。
一個是測量室(shì),一個是參比室。兩室通過切(qiē)光板以一定周期同時或交替開閉(bì)光路。在測(cè)量室中導入被測氣體後,具有被測氣體(tǐ)特有波長的光被吸(xī)收,從而(ér)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(yuè)高,進入到紅(hóng)外線接收氣室的光通(tōng)量就越少;而透(tòu)過(guò)參比室的光通量是一定的,進(jìn)入(rù)到紅外線(xiàn)接收氣室的光通量也一定。因此,被測氣體濃(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(chà)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,室內封有濃度較(jiào)大的被測組分氣體,在(zài)吸收(shōu)波長範圍內能將射入(rù)的紅外線全部(bù)吸收,從而使脈動的光通量變為(wéi)溫度的周期變化,再可根據氣(qì)態(tài)方程使(shǐ)溫(wēn)度的變化轉換為壓(yā)力的變化(huà),然後用電容式傳感器來檢測,經過放大處理後指示出被測氣(qì)體濃(nóng)度。除用電容式傳感器(qì)外,也可(kě)用直接檢測紅外線(xiàn)的量子式紅外線傳感器,並采(cǎi)用紅外幹涉濾光片進行波長選擇和配以可調激光器作光源,形成一種嶄新的全固(gù)體(tǐ)式紅外氣體檢測儀。這種檢測儀隻用一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感(gǎn)器就能(néng)完成氣體濃度(dù)的測量。此外,若采用裝有多個不同波長的濾光盤,則能(néng)同時(shí)分別測定多組分氣體中的各種氣體的濃度(dù)。
可燃氣體檢測儀用途
氣體檢測儀可檢測硫化氫,一氧化碳,氧氣,二氧化硫,磷化氫,氨氣,二氧化氮,氰化氫,氯氣,二氧化氯,臭氧和可(kě)燃氣(qì)體等多種氣體,廣泛應用在石化、煤炭、冶金、化工、市政燃氣、環境監測等多種場所現場檢測。 可以實現特殊場合測量需要;可對坑道、管(guǎn)道、罐體、密(mì)閉空間等進行氣體(tǐ)濃度探測或泄漏探測。