Cảm biến được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị phát hiện khí
Phần thiết yếu nhất của máy dò khí là cảm biến khí, cảm biến này thay đổi tùy theo các nguyên tắc phát hiện khí khác nhau. Các cảm biến khí phổ biến bao gồm cảm biến quang hóa PID, cảm biến hồng ngoại, cảm biến điện hóa, cảm biến đốt xúc tác và cảm biến bán dẫn. Dưới đây, Honieger Technology sẽ giới thiệu chi tiết cho bạn về nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của từng loại cảm biến.
1, Nguyên lý hồng ngoại của máy dò khí
Nguyên tắc: Cảm biến hồng ngoại không phân tán (NDIR) sử dụng định luật hấp thụ hồng ngoại Beer Lambert, quy định rằng các loại khí khác nhau sẽ hấp thụ ánh sáng có bước sóng cụ thể và cường độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ của khí để đạt được khả năng phát hiện. Đó là ứng dụng của bộ lọc để phân chia ánh sáng hồng ngoại thành các vạch phổ cần thiết trong một dải rất nhỏ và khí được phát hiện sẽ hấp thụ các vạch phổ này trong dải rất nhỏ này.
Ưu điểm: Độ tin cậy cao, độ chọn lọc tốt, độ chính xác cao, không độc hại, ít can thiệp vào môi trường, tuổi thọ cao và không phụ thuộc vào oxy.
Nhược điểm: Bị ảnh hưởng nhiều bởi độ ẩm và khả năng phát hiện các loại khí bị hạn chế. Hiện nay, nó chủ yếu được sử dụng cho các loại khí như metan, carbon dioxide, carbon monoxide, sulfur hexafluoride, sulfur dioxide và hydrocarbon.
2, Nguyên lý bán dẫn của máy dò khí
Nguyên lý: Cảm biến khí bán dẫn được chế tạo dựa trên nguyên lý điện trở của một số vật liệu bán dẫn oxit kim loại thay đổi theo thành phần của khí xung quanh ở một nhiệt độ nhất định. Ví dụ, cảm biến cồn được chế tạo dựa trên nguyên tắc điện trở của thiếc dioxide giảm mạnh khi gặp khí cồn ở nhiệt độ cao.
Ưu điểm: Nó có ưu điểm là chi phí thấp, sản xuất đơn giản, độ nhạy cao, tốc độ phản hồi nhanh, tuổi thọ dài, độ nhạy thấp với độ ẩm và mạch đơn giản.
Nhược điểm: Độ ổn định kém, bị ảnh hưởng nhiều bởi môi trường, đặc biệt độ chọn lọc của mỗi cảm biến không phải là duy nhất và không thể xác định được các thông số đầu ra. Vì vậy, nó không phù hợp với những nơi yêu cầu đo lường chính xác và chủ yếu được sử dụng cho mục đích dân sự.
3, Nguyên lý đốt xúc tác của máy dò khí
Nguyên tắc: Cảm biến đốt xúc tác là lớp xúc tác có khả năng chịu nhiệt độ cao-được chuẩn bị trên bề mặt của điện trở bạch kim. Ở một nhiệt độ nhất định, khí dễ cháy sẽ xúc tác quá trình đốt cháy trên bề mặt của nó, khiến nhiệt độ của điện trở bạch kim tăng lên và điện trở thay đổi. Giá trị thay đổi là hàm của nồng độ khí dễ cháy.
Ưu điểm: Cảm biến khí đốt xúc tác phát hiện có chọn lọc các khí dễ cháy: cảm biến không phản ứng với bất cứ thứ gì không thể đốt cháy. Phản ứng nhanh, tuổi thọ cao và ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Đầu ra của cảm biến có liên quan trực tiếp đến nguy cơ cháy nổ của môi trường và là loại cảm biến chiếm ưu thế trong lĩnh vực phát hiện an toàn.
Nhược điểm: Không có tính chọn lọc trong phạm vi khí dễ cháy. Cảm biến dễ bị nhiễm độc và hầu hết các hơi hữu cơ đều có tác dụng độc hại đối với cảm biến.
Lưu ý: Tính khả thi của việc phát hiện quá trình đốt cháy xúc tác là có điều kiện và cần đảm bảo rằng môi trường phát hiện có đủ oxy. Trong môi trường không có oxy, phương pháp phát hiện này có thể không phát hiện được bất kỳ loại khí dễ cháy nào. Một số hợp chất chứa chì (đặc biệt là chì tetraethyl), hợp chất lưu huỳnh, silicon, hợp chất phốt pho, hydro sunfua và hydrocacbon halogen hóa có thể gây ngộ độc hoặc ức chế cảm biến.
4, Nguyên lý PID của máy dò khí
Nguyên lý: PID bao gồm các bộ phận chính là nguồn sáng đèn UV và buồng ion. Trong buồng ion có các điện cực dương và âm tạo thành điện trường. Khí cần đo sẽ bị ion hóa dưới sự chiếu xạ của đèn UV, tạo ra các ion dương và âm. Một dòng điện được hình thành giữa các điện cực, được khuếch đại để phát ra tín hiệu
Ưu điểm: Độ nhạy cao, không gây ngộ độc.
Nhược điểm: Không chọn lọc, bị ảnh hưởng nhiều bởi độ ẩm, tuổi thọ của đèn UV ngắn và giá thành cao.
