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氣體檢測(cè)儀使用的催化擴(kuò)散傳感器和電化學(xué)傳感器有什么不同?

發(fā)布時(shí)間:2023-07-12 17:46:18人氣:

 當(dāng)今氣體檢測(cè)儀中使用了兩種非常常見的傳感器類型:


?。?)催化擴(kuò)散傳感器


 催化擴(kuò)散傳感器是用于檢測(cè)可燃?xì)怏w和蒸氣的最廣泛使用的設(shè)備。這些傳感器從將電線纏繞成線圈開始。然后這些線圈摻雜有兩種類型的催化劑:一種使元素活躍,另一種使其失明。然后將這些不同的線圈匹配成成對(duì)的參考和傳感元件。這形成了可燃?xì)怏w傳感器。


 然后將該傳感器放入電路中,在兩個(gè)元件上施加固定電壓,使它們加熱到非常高的溫度。傳感器還連接到平衡電阻,即惠斯通電橋,用于檢測(cè)傳感器元件電阻的變化。當(dāng)可燃?xì)怏w與傳感器接觸時(shí),有源元件開始燃燒氣體,使其溫度升高。參考元件的溫度保持不變,因?yàn)樗荒苋紵龤怏w。有源元件的加熱增加會(huì)導(dǎo)致電路中的不平衡,這被解釋為正可燃信號(hào)。


 由于燃燒發(fā)生在傳感器室內(nèi),因此傳感器的設(shè)計(jì)和制造方式必須確保其本質(zhì)上是安全的,并且在暴露于可燃環(huán)境時(shí)不會(huì)充當(dāng)點(diǎn)火源。這是通過使用阻火器來實(shí)現(xiàn)的。該裝置通常由燒結(jié)材料制成,用作從傳感器逸出的氣體的冷卻路徑。只有經(jīng)過第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)(UL、CSA、MSHA、FM或CENELEC)測(cè)試和認(rèn)證的設(shè)備才能被認(rèn)為是本質(zhì)安全的。


 (2)電化學(xué)傳感器


 電化學(xué)傳感器的基本組件是工作(或傳感)電極、對(duì)電極,通常還有參考電極。這些電極被封裝在與液體電解質(zhì)接觸的傳感器外殼中。工作電極位于Teflon膜的內(nèi)表面,該膜對(duì)氣體是可滲透的,但對(duì)電解質(zhì)是不可滲透的。


 氣體擴(kuò)散到傳感器中并通過膜到達(dá)工作電極。當(dāng)氣體到達(dá)工作電極時(shí),發(fā)生電化學(xué)反應(yīng);取決于氣體的類型,氧化或還原。例如,一氧化碳可以被氧化成二氧化碳或氧氣可以還原為水。氧化反應(yīng)導(dǎo)致電子通過外電路從工作電極流向?qū)﹄姌O;


 相反,還原反應(yīng)導(dǎo)致電子從反電極流向工作電極。這種電子流構(gòu)成電流,該電流與氣體濃度成正比。儀器中的電子設(shè)備檢測(cè)并放大電流,并根據(jù)校準(zhǔn)調(diào)整輸出。然后,儀器會(huì)顯示氣體濃度,例如,有毒氣體傳感器的百萬分之幾(PPM)和氧氣傳感器的體積百分比。

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