可燃?xì)庑孤z測(cè)儀的主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中可燃?xì)怏w的濃度,當(dāng)濃度超出安全范圍時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào),從而預(yù)防**、中毒等安全事故的發(fā)生。它的工作邏輯是借助傳感器捕捉可燃?xì)怏w的物理或化學(xué)特性,將氣體濃度**為***號(hào),再通過儀器內(nèi)部的電路處理,*終以數(shù)值形式顯示或觸發(fā)**。目前市面上常用的檢測(cè)原理主要有催化燃燒式、紅外吸收式和半導(dǎo)體式三種,它們?cè)跈z測(cè)效果、適用場(chǎng)景等方面各有不同,下面匯瑞埔電子小編將詳細(xì)為大家說明。

不管采用哪種檢測(cè)原理,可燃?xì)庑孤z測(cè)儀的基本工作步驟是一致的,主要分為三步:
1. 氣體采集:儀器通過自身的進(jìn)氣結(jié)構(gòu),讓周圍環(huán)境中的可燃?xì)怏w進(jìn)入內(nèi)部,與專用的傳感器接觸。
2. 信號(hào)**:傳感器在接觸可燃?xì)怏w后,會(huì)發(fā)生相應(yīng)的物理或化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而產(chǎn)生與氣體濃度相關(guān)的**號(hào),比如電流或電壓的變化。
3. 數(shù)據(jù)處理與反饋:可燃?xì)庑孤z測(cè)儀內(nèi)部的電路系統(tǒng)會(huì)將產(chǎn)生的**號(hào)放大并進(jìn)行換算,然后在顯示屏上顯示出實(shí)時(shí)的氣體濃度。如果濃度超過了預(yù)先設(shè)定的安全閾值,儀器就會(huì)立即啟動(dòng)聲光**功能,有些還會(huì)聯(lián)動(dòng)排風(fēng)設(shè)備、切斷閥門等,進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)。
主流檢測(cè)原理及特點(diǎn)
1. 催化燃燒式原理:工業(yè)場(chǎng)景的常用選擇
工作原理:這種原理的傳感器內(nèi)部有兩個(gè)涂有催化劑的鉑絲電阻,分別是檢測(cè)極和參考極。工作時(shí),兩個(gè)電阻都會(huì)通上電流并被加熱到一定溫度。當(dāng)可燃?xì)怏w接觸到檢測(cè)極時(shí),在催化劑的作用下會(huì)發(fā)生氧化燃燒反應(yīng),釋放的熱量會(huì)使檢測(cè)極的電阻值升高;而參考極不與可燃?xì)怏w發(fā)生反應(yīng),電阻值保持穩(wěn)定??扇?xì)庑孤z測(cè)儀通過對(duì)比兩個(gè)電極的電阻差異,就能計(jì)算出可燃?xì)怏w的濃度。
優(yōu)勢(shì):適用范圍較廣,能檢測(cè)甲烷、丙烷、乙醇等多數(shù)常見的可燃?xì)怏w,響應(yīng)速度也比較快,一般幾秒內(nèi)就能得出結(jié)果,而且成本相對(duì)適中,因此在加油站、化工廠等工業(yè)場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛。
局限:無法檢測(cè)惰性氣體或不可燃?xì)怏w;傳感器容易受到硫化物、硅化合物等物質(zhì)的影響而失效,需要定期更換;在氧氣濃度低于10%的缺氧環(huán)境中,檢測(cè)精度會(huì)明顯下降,同時(shí)也不能區(qū)分不同種類的可燃?xì)怏w,只能顯示總的濃度值。
2. 紅外吸收式原理:精度要求高的檢測(cè)優(yōu)選方案
工作原理:不同種類的氣體對(duì)特定波長的紅外線有著不同的吸收能力,比如甲烷對(duì)3.31μm 波長的紅外線吸收效果*明顯?;谶@一特性,可燃?xì)庑孤z測(cè)儀內(nèi)部的紅外光源會(huì)發(fā)射出特定波長的紅外線,紅外線穿過含有可燃?xì)怏w的檢測(cè)腔后,剩余的紅外線強(qiáng)度會(huì)被紅外探測(cè)器接收。儀器通過對(duì)比發(fā)射前和接收后的紅外線強(qiáng)度差異,再結(jié)合相關(guān)的物理定律,就能計(jì)算出可燃?xì)怏w的濃度。
優(yōu)勢(shì):檢測(cè)精度高,誤差通常能控制在較小范圍,穩(wěn)定性也很強(qiáng),而且不受氧氣濃度的影響,在缺氧或富氧環(huán)境中都能正常工作;傳感器沒有易消耗的部件,使用壽命較長,一般能達(dá)到3-5年,同時(shí)不容易受到硫化物、粉塵等雜質(zhì)的干擾,適合對(duì)檢測(cè)精度要求高的場(chǎng)景,比如天然氣管道泄漏檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室氣體分析等。
局限:檢測(cè)不同氣體時(shí),需要搭配對(duì)應(yīng)的特定波長紅外光源,部分可檢測(cè)多種氣體的可燃?xì)庑孤z測(cè)儀還需要內(nèi)置多個(gè)光源,導(dǎo)致成本較高;響應(yīng)速度比催化燃燒式稍慢,通常需要10-20秒;對(duì)于氫氣、一氧化碳等非極性分子氣體,由于它們對(duì)紅外線的吸收能力較弱,難以準(zhǔn)確檢測(cè)到,所以這類氣體不適用。
3. 半導(dǎo)體式原理:簡(jiǎn)易場(chǎng)景的經(jīng)濟(jì)之選
工作原理:該原理的傳感器核心部件是金屬氧化物半導(dǎo)體,比如二氧化錫。在常溫狀態(tài)下,半導(dǎo)體的電阻值較高;當(dāng)可燃?xì)怏w接觸到半導(dǎo)體表面時(shí),會(huì)與半導(dǎo)體發(fā)生吸附反應(yīng),導(dǎo)致半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子濃度發(fā)生變化,進(jìn)而使電阻值降低??扇?xì)庑孤z測(cè)儀通過檢測(cè)電阻值的變化幅度,就能換算出可燃?xì)怏w的濃度。
優(yōu)勢(shì):體積小、重量輕,很適合制作成便攜式檢測(cè)儀,方便攜帶和移動(dòng)檢測(cè);成本較低,功耗也小,使用電池就能長時(shí)間供電,對(duì)氫氣、液化氣等氣體的檢測(cè)靈敏度較高,常用于家庭燃?xì)庑孤z測(cè)、小型商鋪等簡(jiǎn)易場(chǎng)景。
局限:檢測(cè)精度相對(duì)較低,誤差可能超過5%,而且容易受到溫度、濕度的影響,在高濕環(huán)境中很容易出現(xiàn)誤報(bào)情況;穩(wěn)定性較差,長期使用后半導(dǎo)體的性能會(huì)逐漸衰減,需要頻繁進(jìn)行校準(zhǔn);對(duì)氣體的選擇性差,容易對(duì)酒精、香水等揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生誤報(bào),不適合用于工業(yè)高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景。
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