Lahutage ohutusvaldkonnas kasutatavate gaasiandurite tüübid
Gaasiandureid kasutatakse peamiselt konkreetse gaasi tuvastamiseks, mõõtes, kas gaas on anduri läheduses või õhusisaldust anduri läheduses. Seetõttu on gaasiandurid turvasüsteemides tavaliselt väga olulised. Need andurid võivad anda teavet põlevate, tuleohtlike ja mürgiste gaaside kohta ohutussüsteemi jaoks, samuti hapniku tarbimise ja süsinikdioksiidi osakaalu kohta piirkonnas.
Levinud gaasiandurite hulka kuuluvad elektrokeemilised gaasiandurid, katalüütilised põlemisgaasiandurid, pooljuhtgaasiandurid, infrapunagaasiandurid jne. Erinevate põhimõtete ja struktuuride tõttu on erinevat tüüpi anduritel erinev jõudlus, kasutusmeetodid, kasutatavad gaasid ja juhtumid. Täna loetlen ma kõigi jaoks levinud gaasiandurite tüübid, lootes olla abiks.
Elektrokeemiline gaasiandur
Märkimisväärne osa tuleohtlikest, mürgistest ja kahjulikest gaasidest, nagu vesiniksulfiid, lämmastikoksiid, lämmastikdioksiid, vääveldioksiid, süsinikmonooksiid jne, on elektrokeemilise aktiivsusega ja neid saab elektrokeemiliselt oksüdeerida või redutseerida. Neid reaktsioone kasutades saab eristada gaasi koostist ja tuvastada gaasi kontsentratsiooni. Sellel põhimõttel põhinevad elektrokeemilised andurid.
Elektrokeemilistel anduritel on palju alamkategooriaid:
Esmane aku tüüpi gaasiandur
Seda tüüpi andureid tuntakse ka kui Gavoni element tüüpi gaasiandurit või kütuseelemendi tüüpi gaasiandurit või spontaanse raku tüüpi gaasiandurit. Nende põhimõte on sama, mis meil igapäevaselt kasutatavatel kuivpatareidel, ainult et aku süsinikmangaanelektrood on asendatud gaasielektroodiga. Võttes näiteks hapnikuanduri, hapniku katood redutseeritakse ja elektrooniline ampermeeter voolab anoodile, kus plii metall oksüdeeritakse. Seetõttu on voolu tugevus otseselt seotud hapniku kontsentratsiooniga. See andur suudab tõhusalt tuvastada gaase nagu hapnik, vääveldioksiid, kloor jne.
Konstantse potentsiaaliga elektrolüütelemendi tüüpi gaasiandur
Seda tüüpi andur on väga tõhus redutseerivate gaaside tuvastamisel ja selle põhimõte erineb primaarse aku tüüpi anduri omast. Elektrokeemilised reaktsioonid toimuvad voolu sunnil, muutes selle tõeliseks Coulombi analüüsianduriks. Seda andurit on edukalt kasutatud selliste gaaside nagu süsinikmonooksiid, vesiniksulfiid, vesinik, ammoniaak, hüdrasiin tuvastamisel ning see on praegu peamine andur toksiliste ja kahjulike gaaside tuvastamiseks.
Märkus: Coulombi analüüs viitab Faraday seadusele tuginevale mõõdetava aine sisalduse määramise meetodile, mis põhineb elektrolüüsiprotsessis tarbitud elektrienergia kogusel.
Kontsentratsiooni aku tüüpi gaasiandur
Seda tüüpi anduritel on elektrokeemiline aktiivsus ja elektrokeemilise aku mõlemal küljel olev gaas moodustab spontaanselt kontsentratsiooni erinevuse elektromotoorjõu. Elektromotoorjõu suurus on seotud gaasi kontsentratsiooniga. Seda tüüpi andurite edukad näited on autode hapnikuandurid ja tahke elektrolüüdi tüüpi süsinikdioksiidi detektorid.
Äärmusvoolu tüüpi gaasiandur
See on andur hapniku kontsentratsiooni mõõtmiseks ja selle tööpõhimõte põhineb stabiilse tsinkoksiidi tahke elektrolüüdi hapnikupumba toimel. Piirav vool saadakse katoodile gaasi difusiooni kaudu tarnitava hapniku juhtimisega. Seda tüüpi andureid kasutatakse praegu peamiselt katelde põlemise kontrollimiseks, hapniku kontsentratsiooni tuvastamiseks sulaterasest ja hapniku tuvastamiseks autodes.
Pooljuhtgaasiandur
Pooljuhtide gaasiandurid kasutavad pooljuhtide pinnal toimuvaid gaasi oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioone, mille tulemusena muutuvad tundlike komponentide takistus:
Hapnikku ja muid gaase, millel on kalduvus adsorbeerida negatiivseid ioone, nimetatakse oksüdeerivateks gaasideks – elektrone vastuvõtvateks gaasideks;
Positiivse ioonide adsorptsiooni tendentsiga gaase, nagu vesinik, süsinikoksiidid ja alkoholid, nimetatakse redutseeritud gaasideks – elektronide poolt tarnitavateks gaasideks.
Oksüdeerivate (redutseerivate) gaaside adsorbeerumisel N (P) tüüpi pooljuhtidele vähenevad (suurenevad) pooljuhtide laengukandjad ja suureneb (väheneb) takistus; Adsorbeerituna P (N) tüüpi pooljuhtidele pooljuhtide laengukandjad suurenevad (vähenevad) ja eritakistus väheneb (suurenevad). (On näha, et oksüdeerivad ja redutseerivad pooljuhid on täiesti vastandlikud.) Seetõttu suudavad need omadused vastavat gaasi tõhusalt tuvastada.
Pooljuhtgaasiandureid saab tõhusalt kasutada paljude gaaside, nagu metaan, etaan, propaan, butaan, alkohol, formaldehüüd, süsinikmonooksiid, süsinikdioksiid, etüleen, atsetüleen, vinüülkloriid, stüreen, akrüülhape jne, tuvastamiseks. andur on odav ja suudab rahuldada nii tööstuslikke kui ka tsiviilvajadusi.
Puudused: halb stabiilsus, märkimisväärne keskkonnamõju ja ei sobi kasutamiseks kohtades, kus on täpsed mõõtmisnõuded.
