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气体传感器的工作原理


  气体检测变送器局势测量气体浓度的仪器,它是以气体传感器为主体,根据不同的测量原理,可以把传感器分为:PID光离子化传感器、红外式传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、定电位电解式气体传感器、催化燃烧式传感器以及金属氧化物半导体式传感器等等。

  PID光离子化传感器

  PID是由离子室和紫外灯光源等组成的。在离子室里存在着正电极和负电极,就可以产生电场,当被测的气体在紫外灯的照射下的时候,就会被离子化,然后形成正离子和负离子,这个时候在电极之间就可以产生电流,接着通过放大输出信号。这种气体传感器具有很多优点:安全又可靠、不会发生中毒的现象以及灵敏度很高。

  红外式传感器

  它是根据各种不同的元素对某个特定的波长的吸收这个原理工作的,它的优点有:反应很灵敏、抗中毒性很好以及对很多的碳氢化合物都有相应的反应。缺点是:成本较高和结构较复杂。

  迦伐尼电池式氧气传感器

  隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的相关结构是:塑料容器的一面装着聚四氟乙烯透气膜,它的厚度为10~30μm,它对氧气的穿透性很好;而在塑料容器的内侧就粘贴着贵金属阴电极,在塑料容器的空余的位置或者是它的另一面的内侧部分就会产生阳极。氢氧化钾和氧气在经过电解质的时候,就会在阴阳极发生氧化还原的反应,这个时候,阳极的金属就会被离子化,然后就可以释放出电子,电流的大小跟氧气的多少成正比的关系,而在整个反应当中,阳极金属就会被消耗,因此在一定的时间内,就需要更换气体传感器。

  定电位电解式传感器

  它在测毒类的场合的应用非常的广泛,这款传感器,国外的技术较先进,而国内的技术还不够成熟,所以它一般都是进口的产品。它的结构是:有一个用塑料制造的筒状池体,在里面安装好参比电极、对电极以及工作电极,在电极之间就装满了电解液,而在顶部就封装由多孔四氟乙烯制造成的隔膜。气体传感器和前置放大器连接起来,在电极之间加上电压,让传感器可以正常地工作。电解质中的工作电极和气体会发生还原或者是氧化反应,而在对电极就会发生氧化或者是还原反应,这个时候,电极的平衡电位就会产生一定的变化,变化量是跟气体的浓度成正比的关系的。

  催化燃烧式传感器

  它根据惠斯通电桥这个原理,环境中的可燃气体跟感应电阻发生无焰燃烧的反应,温度的变化会引起感应电阻值的变化,这样就可以打破电桥平衡,使它可以输出稳定的电流信号,然后通过电路的放大、稳定以及处理,最后就可以得到可靠的结果了。

  金属氧化物半导体式传感器

  它是根据待测气体的吸附作用,使半导体的电导率发生变化,经过对电流的变化进行比较,就可以激发报警电路。而它在工作的时候,环境对它的测量影响比较大,因此输出的线性会不稳定。因为这种气体传感器的反应很灵敏,所以现在它一般测量气体的微漏现象。

  来源:赛斯维传感器网


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