Прынцып працы аналізатара ўтрымання кіслароду, датчыка

Класіфікацыя газавых датчыкаў

Нацыянальны стандарт GB7665-87 вызначае датчыкі наступным чынам: Датчык — гэта прылада або прылада, здольная вымяраць зададзенае вымярэнне і пераўтвараць яго ў даступны выхадны сігнал у адпаведнасці з пэўным правілам. Газавы датчык выкарыстоўваецца для вызначэння складу і зместу газу. Звычайна лічыцца, што вызначэнне газавага датчыка заснавана на класіфікацыі мэты выяўлення, гэта значыць, любы датчык, які выкарыстоўваецца для вызначэння складу і канцэнтрацыі газу, называецца газавым датчыкам, незалежна ад таго, ці вызначаецца ён фізічнымі ці хімічнымі метадамі. Напрыклад, датчык расходу газу не лічыцца газавым датчыкам, але газааналізатар цеплаправоднасці з'яўляецца важным газавым датчыкам, хоць часам яны выкарыстоўваюць у цэлым паслядоўныя прынцыпы выяўлення.

Ужо ў 1970-х гадах газавыя датчыкі сталі буйным аддзелам у галіне датчыкаў, які належыць да галіны хімічных датчыкаў.

На рынку папулярныя наступныя віды газавых датчыкаў:

1. Паўправадніковы газавы датчык

Ён выраблены з выкарыстаннем нейкага паўправадніковага матэрыялу на аснове аксіду металу, праводнасць якога змяняецца са змяненнем складу навакольнага газу пры пэўнай тэмпературы. Напрыклад, спіртавы датчык вырабляецца па прынцыпе, што пры сутыкненні дыяксіду волава з газападобным спіртам пры высокай тэмпературы супраціўленне рэзка зніжаецца. Паўправадніковы газавы датчык можа эфектыўна выкарыстоўвацца ў наступных галінах: метан, этан, прапан, бутан, спірт, фармальдэгід, аксід вугляроду, вуглякіслы газ, этылен, ацэтылен, вінілхларыд, стырол, акрылавая кіслата і іншыя газы. У прыватнасці, датчык мае нізкі кошт і падыходзіць для патрэб грамадзянскага выяўлення газу. Паспяховымі з'яўляюцца наступныя тыпы паўправадніковых газавых датчыкаў: метан (прыродны газ, метан), спірт, аксід вугляроду (гарадскі газ), серавадарод, аміяк (у тым ліку аміны, гідразін). Высокаякасныя датчыкі могуць задаволіць патрэбы прамысловага выяўлення.

Недахоп: нізкая стабільнасць і ўплыў навакольнага асяроддзя. У прыватнасці, селектыўнасць кожнага датчыка не ўнікальная, і выходныя параметры немагчыма вызначыць. Таму ён не падыходзіць для выкарыстання ў месцах, дзе патрабуецца дакладнасць вымярэнняў. У цяперашні час асноўным пастаўшчыком такіх датчыкаў з'яўляецца Японія (вынаходнік), за ёй ідзе Кітай, нядаўна далучылася Паўднёвая Карэя, іншыя краіны, такія як ЗША, таксама правялі значную працу ў гэтай галіне, але яна ніколі не была ўведзена ў мэйнстрым! Кітай уклаў у гэтую галіну столькі ж рабочай сілы і часу, колькі і Японія, але з-за нацыянальнай палітыкі, блакавання сацыяльнай інфармацыі і іншых прычын на працягу многіх гадоў якасць паўправадніковых газавых датчыкаў, папулярных у Кітаі, значна саступае японскай прадукцыі. Я лічу, што з развіццём рынку і далейшым ростам прыватнага капіталу паўправадніковым газавым датчыкам кітайскай вытворчасці самы час дасягнуць і перасягнуць японскі ўзровень!

2. Датчык газу каталітычнага тыпу гарэння

Датчык павінен падрыхтаваць на паверхні плацінавага рэзістара пласт каталізатара, устойлівы да высокай тэмпературы, і пры пэўнай тэмпературы гаручы газ каталізуе гарэнне на паверхні плацінавага рэзістара. Гарэнне - гэта павышэнне тэмпературы плацінавага рэзістара, змяненне супраціву, значэнне змены якога залежыць ад канцэнтрацыі гаручага газу.

Каталітычныя датчыкі газу гарэння выбарачна выяўляюць гаручыя газы: любы, які можа гарэць, можа быць выяўлены; датчык не рэагуе на тое, што не можа гарэць. Вядома, ёсць шмат выключэнняў з фразы «можа выявіць усё, што можа гарэць», але ў цэлым селектыўнасць правільная. Каталітычны датчык газу гарэння мае перавагі дакладнага вымярэння, хуткага рэагавання і працяглага тэрміну службы. Выхад датчыка непасрэдна звязаны з рызыкай выбуху навакольнага асяроддзя, і ён з'яўляецца дамінуючым датчыкам у галіне бяспекі.

Недахоп: у дыяпазоне гаручых газаў няма селектыўнасці. Агонь працуе, і існуе небяспека пажару. Большая частка элементарных арганічных пароў таксічная для датчыка. Асноўнымі пастаўшчыкамі датчыкаў з'яўляюцца Кітай, Японія і Вялікабрытанія (краіна-вынаходнік)! Кітай з'яўляецца найбуйнейшым карыстальнікам (вугальная шахта) гэтага датчыка, а таксама мае найлепшую тэхналогію вытворчасці датчыкаў, хоць існуе мноства прапагандысцкіх агентаў, якія ўмешваюцца ў грамадскае разуменне гэтага датчыка, але ў рэшце рэшт, датчыкі каталітычнага гарэння газу з'яўляюцца асноўнымі вытворцамі ў краіне.

3. Цеплаправодны датчык газу тыпу басейна

Кожны газ мае сваю ўласную цеплаправоднасць, і калі цеплаправоднасць двух і больш газаў істотна адрозніваецца, змест аднаго з кампанентаў можна адрозніць па элементу цеплаправоднасці. Датчык выкарыстоўваўся для выяўлення вадароду, выяўлення вуглякіслага газу і выяўлення метану высокай канцэнтрацыі.

Газавы датчык мае вузкі дыяпазон прымянення і шмат абмежавальных фактараў. Гэта старамодны прадукт, які вырабляецца па ўсім свеце. Якасць прадукцыі ва ўсім свеце падобная.

4. Электрахімічны газавы датчык

Значная частка гаручых, таксічных і шкодных газаў валодае электрахімічнай актыўнасцю і можа быць электрахімічна акіслена або адноўлена. З дапамогай гэтых рэакцый можна вызначыць склад газу і вызначыць яго канцэнтрацыю. Электрахімічныя газавыя датчыкі маюць шмат падкласаў:

(1) Першасныя газавыя датчыкі на аснове батарэй (таксама вядомыя як батарэі, якія мы выкарыстоўваем для сухіх батарэй, за выключэннем таго, што вугляродныя і марганцавыя электроды батарэй заменены газавымі электродамі. У выпадку кіслароднага датчыка кісларод аднаўляецца на катодзе, электроны цякуць праз гальванометр да анода, дзе акісляецца свінец. Велічыня току непасрэдна звязана з канцэнтрацыяй кіслароду. Датчык можа эфектыўна выяўляць кісларод, дыяксід серы, хлор і г.д.

(2) Газавы датчык з электралітычнай ячэйкай з пастаянным патэнцыялам вельмі эфектыўны для выяўлення аднаўляльных газаў. Яго прынцып працы адрозніваецца ад арыгінальнага датчыка, яго электрахімічная рэакцыя адбываецца пад уздзеяннем сілы току, гэта сапраўдны кулонаўскі аналізацыйны датчык. Гэты датчык паспяхова выкарыстоўваецца для: выяўлення вокісу вугляроду, серавадароду, вадароду, аміяку, гідразіну і іншых газаў. Ён з'яўляецца асноўным датчыкам для выяўлення таксічных і шкодных газаў.

(3) Газавы датчык тыпу канцэнтрацыйнай ячэйкі, газ з электрахімічнай актыўнасцю з абодвух бакоў электрахімічнай ячэйкі, будзе спантанна ўтвараць канцэнтрацыйную электрарухальную сілу, велічыня электрарухальнай сілы звязана з канцэнтрацыяй газу, прыкладам паспяховага выкарыстання гэтага датчыка з'яўляецца кіслародны датчык для аўтамабіля, датчык вуглякіслага газу тыпу цвёрдага электраліта.

(4) Вынаходніцтва адносіцца да газавага датчыка тыпу абмежаванага току, які з'яўляецца датчыкам для вымярэння канцэнтрацыі кіслароду і выкарыстоўвае прынцып, што абмежаваны ток у электрахімічнай ячэйцы залежыць ад канцэнтрацыі носьбіта, для падрыхтоўкі датчыка канцэнтрацыі кіслароду (газу), які выкарыстоўваецца для выяўлення кіслароду ў транспартным сродку і выяўлення канцэнтрацыі кіслароду ў сталёвай вадзе. Асноўнымі пастаўшчыкамі гэтых датчыкаў зараз з'яўляюцца кампаніі па ўсім свеце, у асноўным з Германіі, Японіі, ЗША, нядаўна да іх далучыліся некалькі новых еўрапейскіх пастаўшчыкоў: Вялікабрытанія, Швейцарыя і г.д. Кітай пачаў працаваць у гэтай галіне рана, але працэс індустрыялізацыі аказаўся неэфектыўным.

5. Інфрачырвоны газавы датчык

Большасць газаў маюць характэрныя пікі паглынання ў сярэднім інфрачырвоным дыяпазоне, і канцэнтрацыю газу можна вызначыць, выяўляючы паглынанне па становішчы характэрных пікаў паглынання. Гэты датчык раней быў буйным аналітычным прыборам, але ў апошнія гады, з развіццём індустрыі датчыкаў на аснове тэхналогіі MEMS, аб'ём гэтага датчыка скараціўся з 10 літраў (45 кг) Біг Мака да прыкладна 2 мл (памер вялікага пальца). Выкарыстанне інфрачырвонага дэтэктара без мадулюючай крыніцы святла робіць прыбор цалкам свабодным ад механічных рухомых частак і не патрабуе абслугоўвання. Інфрачырвоны газавы датчык можа эфектыўна адрозніваць віды газу і дакладна вымяраць канцэнтрацыю газу.

Гэты датчык паспяхова выкарыстоўваўся для: выяўлення вуглякіслага газу і метану. Цяпер пастаўшчык гэтага «датчыка» знаходзіцца ў Еўропе! Кітай зараз «напалову нікуды не дзенецца» ў гэтай галіне!

6. Магнітны кіслародны датчык

Гэта аснова магнітнага аналізатара кіслароду , але ён таксама дасягнуў працэсу "датчыка".

Ён рыхтуецца па прынцыпе, што кісларод у паветры можа прыцягвацца моцным магнітным полем.

Датчык можа выкарыстоўвацца толькі для выяўлення кіслароду і мае выдатную селектыўнасць. Толькі NOx у атмасферы можа аказаць невялікі ўплыў, але паколькі ўтрыманне гэтых газаў-перашкаджальнікаў часта вельмі малое, селектыўнасць тэхналогіі магнітнага аналізу кіслароду практычна ўнікальная! Гэта ўсталяваная прамысловая прадукцыя з вытворцамі па ўсім свеце. (Я кажу, вядома, пра аналізатар кіслароду як асобны вымяральны прыбор, які можна разглядаць як датчык у пэўным дыяпазоне.) І гэты прадукт, які вырабляецца ў выглядзе чыстых датчыкаў, з'яўляецца нядаўняй з'явай.)

7. Іншыя

У апошнія гады, з пастаянным з'яўленнем новых тэхналогій, тэхналогія газавых датчыкаў таксама перажывае адпаведную рэвалюцыю. Разнастайнасць газавых датчыкаў таксама дадае новыя пласты. Аднак, ці варта некаторыя датчыкі называць газавымі датчыкамі, даволі спрэчна, напрыклад: ПІД-дэтэктар, хоць ён таксама выкарыстоўваецца для выяўлення газу, хоць памеры такія ж малыя, як і памеры, але ён не можа быць сапраўды неабслугоўваным, таму такое абсталяванне, незалежна ад памеру, павінна быць пералічана пад назвай "прыбор выяўлення".

Акрамя таго, аптычныя датчыкі на аснове аптычных валокнаў хутка развіваюцца, і хоць яны не ўяўляюць абсалютнай «пагрозы» для электронных датчыкаў, іх унікальныя перавагі могуць калі-небудзь стаць бліскучымі. Нарэшце, у сваіх камерцыйных мэтах бізнесмены, якія займаюцца продажам газавых датчыкаў, часам перабольшваюць магчымасці канкрэтнага датчыка і блытаюць класіфікацыю датчыкаў, што не спрыяе правільнаму прымяненню газавых датчыкаў карыстальнікамі. Фактычна, прымяненне датчыкаў з'яўляецца такой жа тэмай, як і іх вытворчасць.