氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測的儀器(qì)儀表工具,其中包括:便攜(xié)式氣體檢測儀、手(shǒu)持式氣體檢測儀、固(gù)定式(shì)氣體檢測儀、在線式氣(qì)體檢測儀(yí)等。主要(yào)利用氣體傳感器來檢測環境(jìng)中存在的氣體種類,氣體傳感器(qì)是用來檢測氣體的成份和含量(liàng)的傳感器。
一般認為,氣體傳感器(qì)的定義是以檢測目標為分類基礎的,也就是說,凡是用於(yú)檢測氣體(tǐ)成份和濃度(dù)的傳感器都稱作氣體傳感(gǎn)器,不管它是用物理方法,還是用化學方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器,但(dàn)是熱導式氣體分析(xī)儀卻屬於重要的氣體傳感器,盡(jìn)管它們有時使(shǐ)用大體(tǐ)一致的檢測原(yuán)理。
儀器(qì)氣體檢測儀種類
半導體式
它是利(lì)用一些金屬氧化物半導體材料,在一定溫度下,電導率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理製(zhì)造的。比如,酒精傳感器,就(jiù)是利用二氧化錫在(zài)高溫下遇到酒精氣體時,電(diàn)阻會急劇(jù)減小的原理製備的。
優點
半導體(tǐ)式氣體傳感器可(kě)以有效地用於(yú):甲烷、乙烷、丙(bǐng)烷、丁烷(wán)、酒精、甲醛、一氧化(huà)碳、二(èr)氧(yǎng)化碳、乙烯、乙(yǐ)炔、氯(lǜ)乙烯、苯乙烯(xī)、丙烯酸等很多氣(qì)體地檢測。尤其是,這種傳感器成本低廉,適宜於(yú)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(wán)(天然氣(qì)、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣(qì))、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高質量的傳感器可以滿足工業檢測的需要。
缺點
穩定性較差,受環境(jìng)影響較大;尤其,每一種(zhǒng)傳感器的選擇性都不是唯一(yī)的,輸出參數也不(bú)能確定。因此,不宜應用於(yú)計量準確要(yào)求的(de)場所。
燃燒式(shì)
這種傳感(gǎn)器是在白金電阻的表麵製備耐高(gāo)溫的催化劑層,在一定的溫度下,可(kě)燃性氣體(tǐ)在其表麵催化燃燒(shāo),燃燒(shāo)是白金電阻溫度升高,電阻變化,變(biàn)化值是(shì)可燃性氣體濃(nóng)度的函數。
優點
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(xiǎng)應。催化燃燒式氣體傳感器計量(liàng)準確,響應快速,壽命較(jiào)長。傳感器的輸出與環境的爆炸(zhà)危險直接相關,在安(ān)全檢測領域是一類主導地位的傳感器。
缺點
在(zài)可燃性氣體(tǐ)範圍內,無選擇性。暗火工作,有引燃爆炸的危險。大(dà)部(bù)分元素(sù)有機(jī)蒸汽對傳感器都有中毒作用。
熱(rè)導池(chí)式
每(měi)一種氣(qì)體,都有自己特定的熱導(dǎo)率,當兩個和多個氣體的熱導率差別較大時,可以利用熱導(dǎo)元件,分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經傳感器(qì)地(dì)用於氫氣(qì)的檢測、二氧化碳的檢(jiǎn)測、高濃度甲烷的檢(jiǎn)測。
這種氣(qì)體傳感器可應用範圍較窄,限製因素較多。
電化學式
它相當(dāng)一(yī)部分的可燃性的、有毒(dú)有(yǒu)害氣體都有電化學活性,可以被電(diàn)化學氧(yǎng)化(huà)或者還原。利用這些反(fǎn)應,可以分辨氣體成份、檢測氣體濃(nóng)度。電化學氣體傳感器(qì)分很多子(zǐ)類:
(1)、原電池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣(qì)體傳感器,也有(yǒu)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(yuán)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(yǐ)氧氣傳感器為例,氧在陰極(jí)被還原,電子通(tōng)過電流表(biǎo)流到陽極(jí),在那(nà)裏鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接(jiē)相關。這(zhè)種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等(děng)。
(2)、恒定電位電解池型氣體傳感器,這種傳感器(qì)用於(yú)檢測還原(yuán)性氣體非常有(yǒu)效,它的原理與原電池型傳感器不一樣,它的電化學反應是在電流強製下發生的,是一種真正的庫侖分析(xī)的傳感器(qì)。這種傳感器(qì)已經成功地用於(yú):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(gǎn)器。
(3)、濃差電池型氣體傳感器(qì),具有電化學活(huó)性(xìng)的氣體在電化學電池的兩側,會自發形成濃差電動勢,電動勢的大小(xiǎo)與氣體(tǐ)的濃度有關,這(zhè)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(zhōng)的極限(xiàn)電流與載流子濃度相關的原理(lǐ)製備氧(氣)濃度傳感器,用於汽車(chē)的氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測。
紅外線
大部分(fèn)的(de)氣體在中紅外區都(dōu)有(yǒu)特征吸收峰,檢(jiǎn)測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確定某氣(qì)體的濃度(dù)。
這種傳感器過去都是大型的分析儀器,但是近(jìn)些年,隨著以(yǐ)MEMS技術為基礎的傳感器工業的發(fā)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(拇指大小)左右。使用無需調製光源的紅外探測器使得儀器(qì)完全沒有機械運動(dòng)部件,完全實現免維護化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種(zhǒng)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
按使用方式(shì)可分為台(tái)式氣體(tǐ)檢(jiǎn)測儀和手持氣體檢測儀
按可檢測的氣(qì)體數(shù)量可分(fèn)為單(dān)一氣體檢測儀和多種氣體檢測儀
按(àn)氣體傳感器的原理(lǐ)可分為紅(hóng)外線氣體檢測儀(yí)、熱磁氣體檢測儀、電化學式氣體檢測(cè)儀、半導(dǎo)體式氣體檢測儀、紫外線氣體檢測儀等。
四合一氣體檢測儀原理
以常見的紅外線氣體檢測儀為例,說明氣體檢測儀的原(yuán)理:
測量這種吸收光譜可(kě)判別(bié)出氣體的種類;測量吸收(shōu)強度可確定被測氣體的濃度。紅外線檢測儀的使用範圍寬,不僅可(kě)分析氣體成分,也可分析溶液成分,且靈敏度較高,反應迅速,能在線連續指(zhǐ)示,也可組成調節係統。工業上常用的紅外線(xiàn)氣體檢測儀的檢測部分由兩個並列的結構(gòu)相同的光學係統組成。
一個(gè)是測量室,一(yī)個是(shì)參(cān)比室。兩(liǎng)室通過切光板以一定周期(qī)同時或交替開閉光路。在測量室中導入被測(cè)氣體後,具有被測氣體特(tè)有波長的光被吸收,從而使(shǐ)透過測量室這一(yī)光路而進入紅外線接收氣室的光通(tōng)量(liàng)減少。氣體濃度越高,進入到紅外線接收氣室的(de)光通量就越少;而(ér)透過參比室的光通量是一(yī)定的(de),進入(rù)到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此,被測氣體濃度越高,透過測(cè)量(liàng)室和(hé)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氣室的。接收氣室用幾(jǐ)微米厚的金屬薄(báo)膜分隔為兩半部,室(shì)內封有濃度較大的被測組分氣體,在吸收波長範圍內能(néng)將射入(rù)的紅外(wài)線全部吸收,從而使脈動的光通量變(biàn)為溫度的周期變化,再可根據氣態方程使溫(wēn)度的變化轉換為壓力的(de)變化,然後用電容式傳感器(qì)來檢測,經過放大(dà)處理後指示出被測氣體濃度。除用(yòng)電(diàn)容式傳感器外,也可用直接檢測紅外線的量子式紅外線傳感器,並采用紅外幹涉濾光(guāng)片進行波長選擇和配以可調激(jī)光(guāng)器作光源,形成一種(zhǒng)嶄新的全固體式紅外氣體檢測儀。這種檢測儀隻用一個光(guāng)源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣體濃度的測量。此外,若采用裝有多個不同波長的濾(lǜ)光盤,則能同時分別測定多組分氣體(tǐ)中的(de)各種氣體的濃度。
可燃氣(qì)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(liú),磷化氫,氨氣,二氧化氮,氰化氫,氯氣,二氧化氯,臭氧和可燃氣體(tǐ)等多(duō)種(zhǒng)氣體,廣泛應用在石化(huà)、煤炭、冶金、化工、市政燃氣、環境監(jiān)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、管道、罐體、密閉空間等進行氣體濃度探測或泄漏探測。