对于检测或测量有毒气体浓度的仪器,电化学传感器能够提供多项优势。大多数传感器都是针对特定气体而设计,可用分辨率小于气体浓度的百万分之一(1 PPM),所需工作电流极小,非常适合便携式电池供电的仪器。电化学传感器的一个重要特性是响应缓慢:首次上电后,传感器可能需要数分钟时间才能建立至最终输出值;暴露于中间量程的气体浓度时,传感器可能需要25到40秒时间才能达到最终输出值的90%。
图1. CO-AX一氧化碳传感器
表2. CO-AX传感器技术规格
图2. 使用电化学传感器的便携式气体探测器
其中:
针对不同气体或来自不同制造商的传感器具有不同的电流输出范围。如果U4使用可编程变阻器AD5271,而不是固定电阻,就可以针对不同的气体传感器采用相同的结构和材料。此外,这样的产品还支持调换传感器,因为微控制器可以针对不同的气体传感器,将AD5271设置为适当的电阻值。AD5271的温度系数为5 ppm/°C,优于大多数分立电阻;其电源电流为1 μA,对系统功耗的影响极小。
采用差分输入ADC时,只需将2.5 V基准电压输出端连接到ADC的AIN-端,从而消除公式3中的2.5 V项。
跨导放大器的输入噪声应乘以此增益。ADA4505-2的0.1 Hz至10 Hz输入电压噪声为2.95 μV p-p,因此输出端的噪声为:
该输出噪声相当于1.3 ppm p-p以上的气体浓度,这种低频噪声难以滤除。幸好传感器响应非常慢,因此由R5和C6构成的低通滤波器可以具有0.16 Hz的截止频率。此滤波器的时间常数为1秒,与传感器的30秒响应时间相比可忽略不计。
气体探测器由传感器和变送电路部分组成,安装在一个壳体内。
电路部分用以转换,放大和处理传感器的检测信号,分为模拟量电路(普通型)和数字量电路(智能型)两种类型。
探测器按检测对象和检测原理分类:
常用可燃气体探测器(催化燃烧式可燃气体探测器,红外吸收式可燃气体探测器,半导体式可燃气体探测器)
常用有毒气体探测器(电化学式有毒气体探测器,光离子化式有毒气体探测器,半导体式有毒气体探测器)
按电路特点分类:(普通型:模拟量电路,智能型:数字量电路)
另外,还有隔爆型和本安型,带显示型和不带显示型等多种分类方法。
由于探测器安装在条件较差的现场,而且长期连续自动检测;
因此,要求具有以下特点:
高稳定性,包括灵敏度和零点都要有较高的稳定性
凋零和标定方便
抗中毒能力强,使用寿命长
要有防爆功能
牢固可靠,防水防尘
更换传感器方便
安装方便可靠,配备专用工具
有毒气体探测器带LED现场显示探测器采用红外遥控器操作;
无显示探测器采用磁棒操作,现场无须开盖即可调整零点和满度,可与报警控制器配套使用,也可直接接入DCS或PLC系统。
新型气体检测仪器采用高性能催化燃烧气敏元器件和微控制器技术,结合精良SMD工艺制造而成,具有良好的重复性和温湿度特性、使用寿命长、操作方便等优点。
适应于工业环境中检测气体浓度。可燃气体探测器将空气中可燃气体浓度信号转化为数字信号显示,采用三线制4~20mA的电流信号输出方式,具有传输距离远、抗干扰性能好等特点。
可燃气体探测器适用于炼油厂、化工厂、液化气站、燃气锅炉房、加油加气站、喷漆房等存在可燃气体的工业现场,进行气体安全检测报警。
维修与保养
1.保持探测器表面清洁,以免堵塞,而影响使用。
2.经常检查探测器有无意外进水,以免因元件浸水,而影响其性能。
3.严谨用户和非专业人员私自拆卸仪器。
4.严谨用大量气体直冲探测器,否则影响传感器寿命。
5.正常工作状态下,每年标定一次。
6.本仪器保修一年,终生服务。
原理
入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离,生成的电子离子对电场的作用下向两极漂移,在收集电极上产生输出脉冲,反馈到测量系统称为具体的电信号并显示在屏幕上。
(错。这是气体核辐射探测器的原理,不是可燃气体探测器的原理。可燃气体探测器的大致原理是用电化学方式检测被测气体。
而气体核辐射探测器是用工作气体检测入射粒子个数的计数器,像盖革计数器、正比计数器之类的东西。)
下一篇:冷热冲击试验箱技术参数