sensori tipici presenti nei rilevatori di gas
La parte centrale del rilevatore di gas è il sensore di gas, che varia in base ai diversi principi di rilevamento del gas. I sensori di gas comuni includono: sensore fotoionico PID, sensore a infrarossi, sensore elettrochimico, sensore di combustione catalitica e sensore a semiconduttore. La seguente tecnologia Honey Iger ti introdurrà in dettaglio il principio di funzionamento, i vantaggi e gli svantaggi di ciascun sensore.
1. Principio a infrarossi del rilevatore di gas
Principio: il principio dell'infrarosso non spettrale del sensore NDIR si basa sulla legge di assorbimento dell'infrarosso di Beer-Lambert, ovvero diversi gas assorbono la luce di una lunghezza d'onda specifica e l'intensità dell'assorbimento è proporzionale alla concentrazione del gas per ottenere il rilevamento. Utilizza un filtro per dividere la luce infrarossa in una piccola banda di linee spettrali necessarie, e il gas da rilevare assorbe le linee spettrali di questa piccola banda.
Vantaggi: alta affidabilità, buona selettività, alta precisione, nessuna tossicità, minori interferenze dall'ambiente, lunga durata e nessuna dipendenza dall'ossigeno.
Svantaggi: è fortemente influenzato dall'umidità e i tipi di gas di rilevamento sono limitati. Attualmente viene utilizzato principalmente nel metano, nell'anidride carbonica, nel monossido di carbonio, nell'esafluoruro di zolfo, nell'anidride solforosa, negli idrocarburi e in altri gas.
2. Principio del semiconduttore del rilevatore di gas
Principio: il sensore di gas a semiconduttore è realizzato utilizzando alcuni materiali semiconduttori di ossido di metallo e, a una determinata temperatura, la resistenza cambia con la composizione del gas ambiente. Ad esempio, il sensore dell'alcol si basa sul principio che quando il biossido di stagno incontra il gas alcolico ad alta temperatura, la resistenza diminuisce drasticamente.
Vantaggi: presenta i vantaggi di basso costo, fabbricazione semplice, alta sensibilità, risposta rapida, lunga durata, sensibilità alla bassa umidità e circuito semplice.
Svantaggi: scarsa stabilità, fortemente influenzata dall'ambiente, in particolare la selettività di ciascun sensore non è unica e i parametri di uscita non possono essere determinati. Pertanto non è adatto all'uso in luoghi in cui è richiesta una misurazione accurata e viene utilizzato principalmente per scopi civili.
3. Il principio della combustione catalitica del rilevatore di gas
Principio: Il sensore di combustione catalitica deve preparare uno strato catalitico resistente alle alte temperature sulla superficie del resistore di platino. Ad una certa temperatura, il gas infiammabile viene bruciato cataliticamente sulla superficie. La combustione provoca un aumento della temperatura del resistore al platino e una variazione della resistenza. Il valore di variazione è una funzione della concentrazione del gas infiammabile.
Vantaggi: Il sensore catalitico dei gas di combustione rileva selettivamente i gas combustibili: il sensore non reagisce a tutto ciò che non può essere bruciato. Risposta rapida, lunga durata, meno influenzata dalla temperatura, dall'umidità e dalla pressione. L'uscita del sensore è direttamente correlata al rischio di esplosione dell'ambiente ed è un tipo di sensore dominante nel campo del rilevamento di sicurezza.
Svantaggi: nel campo dei gas infiammabili non esiste selettività. Il sensore è facilmente avvelenato e la maggior parte dei vapori organici elementari hanno un effetto avvelenato sul sensore.
Nota: la realizzazione del rilevamento della combustione catalitica è condizionata. È necessario garantire che l'ambiente di rilevamento contenga abbastanza ossigeno. In un ambiente privo di ossigeno, questo metodo di rilevamento potrebbe non essere in grado di rilevare eventuali gas infiammabili. Alcuni composti contenenti piombo (in particolare piombo tetraetile), composti di zolfo, silicio, composti di fosforo, idrogeno solforato e idrocarburi alogenati possono avvelenare o inibire il sensore.
4. Principio PID del rilevatore di gas
Principio: il PID è composto da una sorgente di luce ultravioletta, una camera ionica e altre parti principali. Nella camera a ioni sono presenti elettrodi positivi e negativi per formare un campo elettrico. Il gas da misurare viene ionizzato sotto l'irradiazione della lampada ultravioletta per generare ioni positivi e negativi e si forma una corrente tra gli elettrodi. Amplifica il segnale di uscita
Vantaggi: alta sensibilità, nessun problema di avvelenamento.
Svantaggi: non selettivo, molto sensibile all'umidità, breve durata della lampada UV, costoso.
5. Principio elettrochimico del rilevatore di gas
Principio: Funziona facendo reagire l'elettrolita all'interno del sensore con il gas target e generando un segnale elettrico proporzionale alla concentrazione del gas.
Vantaggi: ampio intervallo di temperature operative, molteplici campi di misura, alta sensibilità, uscita lineare, buona selettività
Svantaggi: breve durata, periodo di conservazione limitato, breve durata in ambienti di gas estremamente secchi o ad alta concentrazione, non specifico, suscettibile alle interferenze, l'umidità influisce sulla precisione.
NOTA: la maggior parte dei sensori di gas tossici richiede piccole quantità di ossigeno per funzionare correttamente. A questo scopo è presente un foro di ventilazione sul retro del sensore. L'elevata umidità e l'elevata siccità influiranno sulla durata del sensore. Variazioni momentanee della pressione possono produrre un'uscita transitoria del sensore e possono anche raggiungere uno stato di falso allarme.
