Nguyên lý và đặc điểm của phát hiện khí công nghiệp thông thường
Các thiết bị cảnh báo và phát hiện khí di động thường được sử dụng trong các doanh nghiệp hóa dầu bao gồm các thiết bị cảnh báo và phát hiện khí đơn lẻ (chẳng hạn như các thiết bị được thiết kế đặc biệt để phát hiện khí dễ cháy, oxy, hydro sunfua, v.v.)
Theo mức độ nguy hiểm, chúng ta có thể chia khí độc và khí có hại thành hai loại: khí dễ cháy và khí độc. Do đặc tính và mối nguy hiểm khác nhau nên phương pháp phát hiện của chúng cũng khác nhau. Phần quan trọng của máy dò khí cầm tay là cảm biến khí, có thể được chia thành ba loại dựa trên nguyên tắc phát hiện của chúng:
(1) Cảm biến khí sử dụng các đặc tính vật lý và hóa học, chẳng hạn như chất bán dẫn, quá trình đốt cháy xúc tác, tính dẫn nhiệt rắn và các cảm biến khí khác.
(2) Cảm biến khí sử dụng các đặc tính vật lý, chẳng hạn như loại dẫn nhiệt, loại nhiễu chéo, loại hấp thụ hồng ngoại, v.v.
(3) Cảm biến khí sử dụng các đặc tính điện hóa, chẳng hạn như điện phân thế không đổi, pin Gavanni, điện cực ion màng, chất điện phân rắn và các cảm biến khí khác.
Mặc dù có nhiều loại cảm biến phát hiện khí khác nhau nhưng mỗi loại đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Dựa trên so sánh số năm sử dụng tại chỗ trong các doanh nghiệp dầu khí và hóa dầu, người ta tin rằng phương pháp phát hiện khí toàn diện và được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp đốt xúc tác để phát hiện khí dễ cháy và phương pháp điện hóa để phát hiện khí độc và oxy.
1 Kiểu đốt xúc tác
Đốt cháy xúc tác là một loại cảm biến khí sử dụng các phần tử cảm biến để tạo ra quá trình đốt cháy xúc tác khi chúng tiếp xúc với các khí dễ cháy, khiến nhiệt độ của phần tử cảm biến tăng lên. Nồng độ khí được đo bằng cách phát hiện những thay đổi về điện trở của nó. Ưu điểm của cảm biến khí đốt xúc tác là độ chính xác cao, độ ổn định tốt, mối quan hệ tuyến tính tốt giữa tín hiệu đầu ra và nồng độ khí, ít chịu ảnh hưởng từ nhiệt độ, độ ẩm môi trường. Nhược điểm của nó là chất xúc tác dễ bị nhiễm độc và hỏng hóc.
2 Cảm biến điện hóa
Cảm biến điện hóa sử dụng các nguyên lý điện hóa để phát hiện nồng độ khí, có thể tạm chia thành:
(1) Bằng cách sử dụng khí để duy trì một điện thế nhất định tại bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và chất điện phân trong thiết bị, có thể đạt được quá trình khử oxy hóa trực tiếp và tạo ra những thay đổi dòng điện trong mạch ngoài để đạt được cảm biến.
(2) Hòa tan khí và điện phân trong dung dịch tạo thành sự ion hóa các chất khí, tạo ra những thay đổi tiềm năng thông qua hoạt động của điện cực để đạt được cảm biến.
(3) Phản ứng giữa khí và dung dịch điện phân tạo ra sự thay đổi dòng điện để đạt được cảm biến và các dạng khác. Trong phương pháp phát hiện công thức hóa học, phương pháp điện phân thế không đổi (sử dụng nguyên lý thứ nhất) đã được sử dụng rộng rãi, với ưu điểm là độ nhạy cao, độ chọn lọc cao, ít nhiễu với khí và nhược điểm là tuổi thọ ngắn.
