氣體檢測(cè)儀是一種氣體泄(xiè)露濃度(dù)檢測的儀器儀表工具,其中包括:便攜式氣體檢測儀、手持式氣體檢測儀、固定式氣體檢測儀、在線式(shì)氣體檢測儀等。主(zhǔ)要利用氣體傳感器(qì)來檢(jiǎn)測(cè)環境中存在的氣體種(zhǒng)類,氣體傳感器是用來檢(jiǎn)測氣體的成份和(hé)含量的傳(chuán)感器。
一般認為,氣體傳(chuán)感器的定義是以檢測目標為分(fèn)類基礎的,也就是說,凡是用於檢測氣體成(chéng)份(fèn)和濃度(dù)的傳感器都稱作氣(qì)體傳感(gǎn)器,不(bú)管它(tā)是用物理方法(fǎ),還是(shì)用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作(zuò)氣體傳感(gǎn)器,但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻(què)屬於重(chóng)要的氣體傳感(gǎn)器,盡管(guǎn)它(tā)們有時使用大體一(yī)致的檢測原理。
儀器氣體檢測儀種類
半導體式
它是利用一些(xiē)金屬氧化物半導體材(cái)料(liào),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原理製造的。比如,酒精傳感器,就是利用二(èr)氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原理製備(bèi)的。
優點
半(bàn)導體式氣體傳感(gǎn)器可以有效地用於: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(shì),這種傳感(gǎn)器成本低廉,適宜於民用氣(qì)體檢測的需求。下(xià)列幾種半導體式氣體傳感器是成功的:甲(jiǎ)烷(wán)(天(tiān)然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫(liú)化氫(qīng)、氨氣(包(bāo)括胺類,肼類)。高質量的傳感器可以滿(mǎn)足工業檢測(cè)的需要。
缺點
穩(wěn)定性較差,受環境影響較(jiào)大;尤其,每一種(zhǒng)傳感器的選擇性(xìng)都不是唯一的(de),輸出參數也不能確定。因此,不宜應(yīng)用於計量準確要求的場所。
燃(rán)燒式
這種傳感器是在(zài)白金電阻的表麵製備耐高溫的催化劑層(céng),在一(yī)定的溫度下,可燃性氣體在其(qí)表麵催化燃燒,燃燒是白金電(diàn)阻溫度升高(gāo),電阻變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數。
優點
催化燃燒式氣(qì)體(tǐ)傳感器(qì)選擇性地檢測可(kě)燃性氣體:凡是(shì)不能燃(rán)燒的,傳感器都沒有任何響應。催化燃燒式氣體傳感器計量準確,響應快速,壽命較長。傳感器的輸出與環境(jìng)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(qì)。
缺點
在可燃(rán)性氣體範圍內,無選擇性。暗火工作(zuò),有引燃(rán)爆(bào)炸的危險。大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。
熱導池式
每一種氣體,都有自己特定的熱導率,當兩個(gè)和多個氣體的(de)熱導率差別較大時,可以利用熱導元件,分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用於氫氣的檢測、二(èr)氧化碳的檢測、高(gāo)濃度甲烷的檢測。
這種氣體傳感器可應用範圍較窄,限製因素較多。
電化學式(shì)
它相當(dāng)一部(bù)分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性,可以被電化學氧(yǎng)化或者還原。利用這(zhè)些反應,可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣(qì)體傳感器分很多子類:
(1)、原電池型氣體傳感器(也(yě)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,也有稱自發電池型氣(qì)體傳感器),他們的原(yuán)理行同我們用的幹電池,隻是,電池(chí)的碳錳電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(qiān)金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃(nóng)度直接相關。這種(zhǒng)傳感器可(kě)以有效地檢(jiǎn)測氧氣、二氧化硫(liú)、氯氣等。
(2)、恒定電位電解池型氣體傳感器,這(zhè)種傳感器用於(yú)檢測還原性氣體非常(cháng)有(yǒu)效,它的原理與原電池型傳感(gǎn)器不一樣,它的電(diàn)化學反應是在電流強製下發生的,是一種(zhǒng)真正的庫侖分析的傳感器(qì)。這(zhè)種傳(chuán)感器已(yǐ)經成功地用於(yú):一氧化碳、硫化氫(qīng)、氫(qīng)氣、氨氣、肼、等氣體的(de)檢測(cè)之中,是現有毒有(yǒu)害氣體檢測的主流傳(chuán)感器。
(3)、濃(nóng)差(chà)電池型氣(qì)體(tǐ)傳感器,具有電化學活性的氣體在電化學電(diàn)池的兩側,會自發形(xíng)成濃(nóng)差電動勢,電動勢的(de)大小與氣體的濃度有關,這種傳感器的成(chéng)功實例就(jiù)是汽車用(yòng)氧氣傳感器(qì)、固體電解質型二氧化碳傳(chuán)感器。
(4)、極限電流型氣體傳感器,有(yǒu)一種測量(liàng)氧氣(qì)濃(nóng)度的傳感器利用電化(huà)池中的極限(xiàn)電(diàn)流與載流子(zǐ)濃度相關的原理製備氧(氣)濃(nóng)度傳感器(qì),用於汽車(chē)的氧氣檢測,和鋼水(shuǐ)中(zhōng)氧濃度檢測。
紅外線
大(dà)部分的氣體在中紅外區都有特征吸收峰,檢測特征(zhēng)吸收峰位置(zhì)的吸(xī)收(shōu)情況,就可以確定某氣體的濃度。
這種傳感器過去都(dōu)是大(dà)型的分析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術為基礎的傳感器工業的發展,這種傳感器(qì)的體積已經由(yóu)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(yí)器完全沒有機械運動部件,完全實現免(miǎn)維護化。紅外線氣體傳感器可以有效(xiào)地分辨氣體的種類(lèi),準確測定氣體濃(nóng)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(fèn)類
按使用方(fāng)式(shì)可分為台式氣體檢測儀和手(shǒu)持氣體檢測儀
按可檢測的(de)氣體數量可分為單一氣體檢(jiǎn)測儀(yí)和多(duō)種氣體檢測儀
按氣體傳感器(qì)的原理可分為(wéi)紅外線氣體檢測儀、熱磁氣體檢測儀、電化(huà)學式氣體檢(jiǎn)測儀、半導體式氣體檢測儀(yí)、紫外線氣體檢測儀等。
四合一氣體(tǐ)檢測儀原理
以常見的紅外線氣體(tǐ)檢測儀為例,說明氣體檢測儀的原理:
測量這種吸(xī)收光譜(pǔ)可判(pàn)別出氣體的種類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度(dù)。紅外線檢測儀的使用(yòng)範圍寬,不僅可分析氣體成分,也可分析溶液(yè)成分,且(qiě)靈敏度較高,反應迅(xùn)速,能在線連續指示,也可組(zǔ)成調節係統。工業上常用的紅外線氣體檢測儀的檢測部(bù)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(bǎn)以(yǐ)一定周期同時或交替開閉光路。在測量室中導入被測氣體後,具有被測氣體特有波長的光被吸收,從而使(shǐ)透過測量室這一光路而(ér)進入紅外(wài)線接收氣室的光(guāng)通量減少。氣體濃度越高,進入到紅外線接收氣室的光(guāng)通量就越(yuè)少;而透(tòu)過參(cān)比室的光通量是(shì)一定的,進入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此,被測(cè)氣體濃度越高,透(tòu)過測量室和參比室的光通量差值就越大。這個光通量差值是以一定周期振動的振幅投射到紅外線接收(shōu)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(nóng)度較大(dà)的被測組分氣體,在吸收波長範(fàn)圍內能將射入的(de)紅外線全部吸收,從而使脈動的(de)光通量變為溫度的周期變化,再可根(gēn)據氣態方程使溫度的變化轉換為壓力(lì)的變化,然後用電容式傳感器來檢測,經過放大處理後(hòu)指示出被測(cè)氣體濃度。除用電容式傳感器外,也可用直接檢測紅(hóng)外線的量子式紅外線傳感器(qì),並采用紅外幹涉(shè)濾光片進行波長選擇和配以可調激光器作(zuò)光源,形成一(yī)種嶄新的全固體式紅(hóng)外氣(qì)體(tǐ)檢測儀。這種檢測(cè)儀(yí)隻用一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣(qì)體濃度的測量(liàng)。此外,若采用裝有多個不同波長的濾光盤,則能同時分別測(cè)定(dìng)多組分氣體中的各種氣(qì)體的濃度。
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(yǎng)氣,二氧化硫,磷化氫,氨氣,二氧化氮,氰化(huà)氫,氯(lǜ)氣(qì),二氧化氯,臭氧和可燃氣體等多種氣體,廣泛應用在(zài)石化、煤炭(tàn)、冶金、化工、市政燃氣(qì)、環境監測等多種場所現場(chǎng)檢測。 可以實(shí)現特殊場合測(cè)量需要;可對坑道、管道、罐體、密閉(bì)空間等進行氣體濃度探(tàn)測或泄(xiè)漏探測(cè)。