Типови гасних сензора и њихова примена у опреми за детекцију и праћење гаса
Развојем петрохемијске индустрије повећани су типови и области примене запаљивих, експлозивних и токсичних гасова. Када ови гасови исцуре током производње, транспорта и употребе, то ће изазвати тровање, пожар, па чак и експлозију, озбиљно угрожавајући животе људи и безбедност имовине. Због дифузионости самог гаса, након цурења, гас ће дифундовати дуж површине тла под дејством спољне силе ветра и унутрашњег градијента концентрације, формирајући експлозију сагоревања или отровну опасну зону на месту удеса и ширећи опасна подручја.
Када дође до несреће са цурењем гаса, одговарајуће мере се морају предузети што је пре могуће како би се губитак од удеса свео на минимум. Правовремено и поуздано откривање садржаја одређених гасова у ваздуху, благовремене и ефикасне мере санације и исправне методе збрињавања у циљу смањења акцидената изазваних цурењем неопходни су услови за избегавање веће имовине и жртава. Ово поставља веће захтеве за опрему за детекцију и праћење гаса. Као важан детектор гаса, гасни сензор је увелико развијен последњих година. Развој гасног сензора чини његову примену све обимнијом.
Преглед сензора за гас
Стране земље су почеле да истражују и развијају гасне сензоре 1930-их. У прошлости, гасни сензори су се углавном користили за детекцију и алармирање гаса угља, течног нафтног гаса, природног гаса и гаса у рудницима. Тренутно су се врсте гасова које треба детектовати прошириле са оригиналних редукујућих гасова (Х2, Ц4Х10, ЦХ4) на токсичне гасове (ЦО, НО2, Х2С, НО, НХ3, ПХ3).
Постоји много врста сензора за гас. Према различитим материјалима који осете гас и коришћеним карактеристикама сензора гаса, може се поделити на тип полупроводника, тип чврстог електролита, електрохемијски тип, тип контактног сагоревања, тип полимера итд.
Полупроводнички гасни сензор
Овај сензор углавном користи полупроводничке материјале осетљиве на гас. Откако је 1962. године изашао полупроводнички сензор за гас од металног оксида, он се широко користи због својих предности високе осетљивости и брзог одзива, и постао је један од највећих и најчешће коришћених сензора на свету. Према различитим начинима детекције карактеристичне величине за детекцију гаса, она се дели на два типа: отпорни тип и неотпорни тип.
Отпорни полупроводнички гасни сензор ради тако што детектује промену гасног сензора са садржајем гаса. Углавном се користе метални оксид керамички материјали осетљиви на гас. Истраживањем и развојем нових материјала као што су композитни метални оксиди и мешани метални оксиди последњих година, карактеристике и опсег примене овог сензора за гас су знатно побољшани. На пример: сензор гаса ВО3 може детектовати опсег концентрације НХ3 од 5ппм до 50ппм, сензор гаса ЗнО-ЦуО је веома осетљив на 200ппм ЦО.
Полупроводнички гасни сензори без отпора раде на принципу да се струја или напон гасног сензора мења са садржајем гаса. Углавном постоје МОС тип диоде и тип диоде споја, као и сензор за гас са ефектом поља. Већина гасова за детекцију су запаљиви гасови као што су водоник и силан.
Сензор гаса чврстог електролита
Сензори гаса са чврстим електролитом користе материјале са сензором за гас од чврстог електролита као елементе за детекцију гаса. Принцип је да материјал осетљив на гас генерише јоне када пролази кроз гас, формирајући тако електромоторну силу и мери електромоторну силу за мерење концентрације гаса. Због високе проводљивости, добре осетљивости и селективности овог сензора, наишао је на широку примену, и ушао је у скоро све области петрохемије, заштите животне средине, рударства, итд., Други одмах иза сензора за гас од метал-оксида полупроводника. На пример, ИСТ-Ау-ВО3 за мерење Х2С, НХ плус 4ЦаЦО3 за мерење НХ3 итд.
Контактирајте сензор гаса за сагоревање
Може се поделити на тип сагоревања са директним контактом и тип сагоревања са каталитичким контактом. Његов принцип рада је: када је материјал осетљив на гас под напоном, запаљиви гас се оксидује и сагорева под дејством катализатора, а створена топлота загрева грејну жицу, мењајући на тај начин њену вредност отпора и мери промену отпора. за мерење концентрације гаса. Овај сензор може да мери само запаљиве гасове и неосетљив је на незапаљиве гасове. На пример, сензори направљени наношењем активних катализатора Рх и Пд на Пт жицу имају карактеристике широког спектра, односно могу детектовати различите запаљиве гасове. Контактни сензор гаса за сагоревање је веома стабилан на температури околине и може детектовати већину запаљивих гасова са доњом границом експлозије. Широко се користи у праћењу и алармирању запаљивих гасова у петрохемијским постројењима, бродоградилиштима, рударским тунелима, купатилима, кухињама итд.
Сензор за полимерни гас
Гасни сензори који користе полимерне материјале за детекцију гаса су у великој мери развијени последњих година. Када полимерни материјал који осећа гас наиђе на одређени гас, његове физичке особине као што су отпор, диелектрична константа, брзина и фреквенција простирања акустичног таласа на површини материјала и тежина материјала ће се променити. Углавном постоје фталоцијанински полимери, ЛБ филм, фенилцијанин ацетилен, поливинил алкохол-фосфорна киселина, полиизобутилен, аминоундецил силан, итд. Полимерни материјали који детектују гас играју важну улогу у детекцији токсичних гасова и свежине хране због лакоће рада, једноставан процес, добра селективност на собној температури, ниска цена и лака комбинација са микроструктурним сензорима и уређајима за површинске акустичне таласе. Према својствима коришћених материјала који детектују гас, овај тип сензора се може поделити на: полимерне отпорне гасне сензоре који мере концентрацију гаса мерењем отпора материјала са сензором за гас; сензори гаса типа концентрацијске батерије који мере електромоторну силу да би одредили концентрацију гаса формирањем ћелије за концентрацију када материјал који осећа гас апсорбује гас; сензори за гас површинских акустичких таласа који су направљени на основу принципа да се брзина простирања или фреквенција звучних таласа на површини материјала мења након што полимер који осећа гас апсорбује гас; Сензор полимерног гаса има високу осетљивост на специфичне молекуле гаса, добру селективност, једноставну структуру, може се користити на нормалној температури и може допунити недостатке других гасних сензора.
