Giải thích chi tiết nguyên lý phát hiện của máy dò khí.
Máy dò khí là một thiết bị được thiết kế đặc biệt để phát hiện nồng độ khí an toàn. Nguyên lý làm việc của nó chủ yếu là chuyển đổi các tín hiệu phi điện vật lý hoặc hóa học được cảm biến khí thu thập thành tín hiệu điện, sau đó chỉnh lưu và lọc các tín hiệu điện trên thông qua các mạch bên ngoài và điều khiển các mô-đun tương ứng thông qua các tín hiệu được xử lý này để thực hiện phát hiện khí. . Tuy nhiên, cốt lõi của máy dò khí là các thành phần cảm biến được tích hợp sẵn. Theo các loại khí khác nhau được phát hiện, nguyên tắc công nghệ phát hiện là khác nhau và các nguyên tắc chủ yếu được chia thành sáu loại sau:
1) nguyên lý đốt xúc tác:
Cảm biến đốt xúc tác sử dụng nguyên lý hiệu ứng nhiệt của quá trình đốt cháy xúc tác để tạo thành cầu đo. Trong các điều kiện nhiệt độ nhất định, khí dễ cháy cháy không ngọn lửa trên bề mặt chất mang của phần tử phát hiện và dưới tác dụng của chất xúc tác, nhiệt độ của chất mang tăng lên và điện trở của dây bạch kim đi qua nó cũng tăng theo, do đó Cầu cân bằng mất cân bằng và phát ra tín hiệu điện tỷ lệ thuận với nồng độ khí cháy. Bằng cách đo sự thay đổi điện trở của dây bạch kim, có thể biết được nồng độ của khí cháy.
Nó chủ yếu được sử dụng để phát hiện khí dễ cháy, với tín hiệu đầu ra tuyến tính tốt, chỉ số đáng tin cậy, giá cả phải chăng và không bị lây nhiễm chéo với các loại khí không cháy khác.
2) nguyên lý hồng ngoại:
Cảm biến hồng ngoại liên tục truyền khí cần đo qua một thùng chứa có chiều dài và thể tích nhất định, đồng thời phát ra một chùm tia hồng ngoại từ một phía của một trong hai mặt đầu thấm ánh sáng của thùng chứa. Khi bước sóng của cảm biến hồng ngoại trùng với vạch hấp thụ của khí cần đo thì năng lượng hồng ngoại được hấp thụ và độ suy giảm cường độ ánh sáng của tia hồng ngoại sau khi đi qua khí cần đo thỏa mãn định luật Lambert-Beer. Nồng độ khí càng lớn thì độ suy giảm ánh sáng càng lớn. Lúc này, độ hấp thụ tia hồng ngoại tỷ lệ thuận với nồng độ các chất hấp thụ ánh sáng nên có thể đo được nồng độ khí bằng cách đo độ suy giảm tia hồng ngoại của chất khí.
Cảm biến khí hồng ngoại có đặc điểm là tuổi thọ cao ({0}} năm), độ nhạy cao, độ ổn định tốt, không độc hại, ít bị nhiễu từ môi trường và không phụ thuộc vào oxy, v.v. Cảm biến khí hồng ngoại có độ nhạy giám sát cao và có thể phân biệt chính xác ngay cả khí PPB siêu nhỏ hoặc khí PPM nồng độ thấp. Phạm vi đo rộng, nói chung, có thể phân tích khí 100% VOL với nồng độ cao và cũng có thể thực hiện phân tích nồng độ thấp ở mức 1ppb.
3) Nguyên lý điện hóa:
Cảm biến điện hóa thường bao gồm ba phần: điện cực, chất điện phân và điện cực bán dẫn là những bộ phận cốt lõi của cảm biến, được làm bằng kim loại hoặc vật liệu bán dẫn và có thể phản ứng hóa học với các phân tử khí. Chất điện phân là chất lỏng dẫn điện, có thể nối các điện cực với chất bán dẫn để tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh. Chất bán dẫn là một vật liệu đặc biệt, có thể chuyển đổi tín hiệu dòng điện giữa điện cực và chất điện phân thành tín hiệu số, từ đó thực hiện việc phát hiện nồng độ khí.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến khí điện hóa dựa trên phản ứng oxi hóa khử. Khi các phân tử khí tiếp xúc với bề mặt điện cực, chúng sẽ thực hiện phản ứng oxi hóa khử và tạo ra tín hiệu dòng điện. Tín hiệu dòng điện này có thể được truyền đến chất bán dẫn thông qua chất điện phân và sau đó chuyển đổi thành tín hiệu số. Tín hiệu số tỷ lệ thuận với nồng độ khí, do đó nồng độ khí có thể được xác định bằng cách đo tín hiệu số.
Chủ yếu được sử dụng để phát hiện khí độc, có độ nhạy cao, phản ứng nhanh, độ tin cậy tốt và tuổi thọ dài. Nó có thể phát hiện nhiều loại khí, chẳng hạn như carbon monoxide, carbon dioxide, oxy, nitơ, v.v. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chăm sóc y tế, bảo vệ môi trường và các lĩnh vực khác.
4) Nguyên lý quang hóa PID:
Nguyên lý của PID là khí hữu cơ sẽ bị ion hóa dưới sự kích thích của nguồn tia cực tím. PID sử dụng đèn UV và chất hữu cơ bị ion hóa dưới sự kích thích của đèn UV và các "mảnh" bị ion hóa có điện tích dương và âm, do đó tạo ra dòng điện giữa hai điện cực. Máy dò khuếch đại dòng điện và nồng độ khí VOC có thể được hiển thị thông qua các dụng cụ và thiết bị.
Nó chủ yếu được sử dụng trong giám sát ngành lọc dầu, xử lý khẩn cấp rò rỉ hóa chất độc hại, xác định khu vực nguy hiểm rò rỉ, giám sát an toàn các bể chứa dầu và trạm xăng, đồng thời giám sát hiệu quả phát thải và thanh lọc chất hữu cơ.
5) Nguyên lý dẫn nhiệt:
Nồng độ của khí đo được phân tích chủ yếu bằng cách đo sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khí hỗn hợp. Thông thường, sự chênh lệch độ dẫn nhiệt của cảm biến khí dẫn nhiệt được chuyển thành sự thay đổi điện trở qua mạch. Phương pháp phát hiện truyền thống là gửi khí cần đo vào buồng khí và trung tâm của buồng khí là một nhiệt điện trở, chẳng hạn như nhiệt điện trở, dây bạch kim hoặc dây vonfram, được nung nóng đến nhiệt độ nhất định để chuyển đổi sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khí hỗn hợp vào sự thay đổi điện trở của nhiệt điện trở và sự thay đổi điện trở có thể được đo dễ dàng và chính xác.
6) nguyên lý bán dẫn:
Cảm biến khí bán dẫn được chế tạo bằng cách sử dụng phản ứng oxi hóa khử của khí trên bề mặt bán dẫn để thay đổi giá trị điện trở của phần tử nhạy cảm. Khi thiết bị bán dẫn được làm nóng đến trạng thái ổn định, khi khí tiếp xúc với bề mặt chất bán dẫn và bị hấp phụ, các phân tử bị hấp phụ trước tiên sẽ khuếch tán tự do trên bề mặt vật thể, mất năng lượng chuyển động, một số phân tử bị bay hơi và phần còn lại các phân tử còn lại bị phân hủy nhiệt và hấp phụ trên bề mặt vật thể. Khi công năng của chất bán dẫn nhỏ hơn ái lực của các phân tử bị hấp phụ thì các phân tử bị hấp phụ sẽ lấy electron ra khỏi thiết bị và trở thành chất hấp phụ ion âm, bề mặt chất bán dẫn xuất hiện một lớp điện tích.
