Введение в газовые датчики: строительство, типы и работа
Датчики газа являются лучшими устройствами в современных технологиях, в мониторинге и обнаружении различных газов во множестве сред.Их способность преобразовать уровни газа в электрические сигналы посредством физических или химических реакций делает их ценными для применения от промышленной безопасности до безопасности домохозяйства.В этой статье обсуждаются различные типы газовых датчиков, исследуя их принципы работы, преимущества и ограничения.Изучая компоненты и функциональные возможности этих датчиков, в частности широко используемых датчиков газа из оксида металла, мы можем оценить их значение в обеспечении безопасности, поддержании качества воздуха и поддержке различных промышленных процессов.Понимание практического использования, калибровки и технического обслуживания этих датчиков повышает их надежность и точность, что делает их лучшими инструментами как в профессиональных, так и в домашних условиях.
Каталог
Рисунок 1: Датчик газа
Что такое газовый датчик?
Газовые датчики это устройство, предназначенное для обнаружения наличия или концентрации газов в среде.Он работает путем измерения изменений в сопротивлении его внутреннего материала, который генерирует разность напряжений.Эта разница напряжений помогает идентифицировать и оценить тип и количество присутствующего газа.Конкретные газы, которые датчик может обнаружить, зависит от материала, из которого он изготовлен.
Газовые датчики преобразуют уровни газа в электрические сигналы с помощью физических или химических реакций.Эти сигналы обрабатываются для предоставления читаемых данных.Они особенно полезны для обнаружения токсичных и вредных газов, а также утечек природного газа.Газовые датчики измеряют горючие, легковоспламеняющиеся и токсичные газы и даже уровень кислорода, что делает их хорошими для безопасности и мониторинга качества воздуха.
Стандарт для производительности датчика газа
При выборе газовых датчиков необходимо тщательно оценить несколько ключевых спецификаций измерения, чтобы обеспечить их эффективность и точность в приложениях для обнаружения газа.Эти спецификации являются критериями для производительности датчика, особенно в условиях, где безопасность является главным приоритетом и в системах управления процессами.
Время ответа
Время отклика - это интервал между первоначальным контактом газа с датчиком и последующей обработкой сигнала датчика.Этот параметр, требующий немедленного обнаружения газа для предотвращения опасных инцидентов или поддержания целостности процесса.Более короткое время отклика предпочтится в средах, где быстрое обнаружение может снизить риски, такие как химические растения или ограниченные пространства с потенциальными утечками газа.В практических операциях датчик газа со временем отклика менее 10 секунд идеально подходит для обнаружения внезапных утечек.Это позволяет выполнять быстрые действия, такие как эвакуация или выключение системы.
Рисунок 2: Время отклика и восстановления газового датчика
Расстояние обнаружения
Расстояние обнаружения - это максимальный диапазон, при котором датчик может эффективно обнаружить газ из его источника или утечки.Эта спецификация определяет, где должны быть размещены датчики для обеспечения комплексного мониторинга.В крупных промышленных установках датчики должны быть стратегически расположены для покрытия всего объекта, гарантируя, что даже незначительные выбросы газа обнаруживаются, прежде чем перерасти до опасных уровней.Например, датчики с расстоянием обнаружения 1-2 метра часто расположены вблизи потенциальных точек утечки, в то время как датчики с большими диапазонами (до 10 метров) могут контролировать более широкие области из центральных мест.
Скорость потока
Рисунок 3: Схематическая иллюстрация датчика потока газа
Скорость потока представляет объем воздуха или газа, который должен течь через датчик, чтобы генерировать обнаруживаемый сигнал.Чтобы гарантировать точные показания концентрации газа, эта скорость должна быть правильно установлена.Неадекватные скорости потока могут привести к отсроченному обнаружению или ложному позитивам, что, с компромиссным безопасностью и эффективностью работы.Операторы могут настраивать системы вентиляции или использовать вспомогательные вентиляторы для поддержания оптимальных скоростей потока по датчикам.Обеспечение скорости потока от 0,5 до 2 литров в минуту в датчике может значительно повысить точность обнаружения в средах с переменными условиями воздушного потока.
Параметр выходного датчика
Газовые датчики измеряют и сообщают обнаруженные газы в различных форматах для удовлетворения различных потребностей мониторинга.
Процент LEL (более низкий лимит взрыва)
Измеряет наименьшую концентрацию горючего газа, который может выдержать пламя при смешивании с воздухом и зажигается.Необходимо для безопасности в средах со взрывными газами.Показание 0% LEL указывает на отсутствие газа, в то время как 100% LEL означает, что концентрация газа достигла своего легковоспламеняющегося предела, создавая значительный риск взрыва.Операторы контролируют LEL, чтобы гарантировать, что уровень газа остается ниже опасных порогов.Регулярные проверки и немедленные действия на высокие показания для предотвращения несчастных случаев.
Процент объема
Рассчитывает объем растворенного вещества, деленного на общий объем всех компонентов, умноженный на 100%.Менее распространен для обнаружения газа, но полезны для применений, связанных с газожидными взаимодействиями.Точное измерение концентраций газа в жидких смесях помогает в контроле качества и оптимизации процессов.
Части на миллион (ppm)
Измеряют концентрации газа в PPM, что позволяет точно мониторинг очень низкого уровня газа.Требуется для обнаружения трассировки в мониторинге окружающей среды и контроля качества.Непрерывный мониторинг обеспечивает соблюдение безопасности и экологических норм.Небольшие колебания отслеживаются для выявления потенциальных проблем на раннем этапе.
Измерения утечки (мл/мин)
Указывает скорость, с которой газ выходит из системы.Это помогает идентифицировать и количественно оценить утечки.Используя эту информацию, операторы могут обеспечить целостность системы, избегать больших потерь и выполнять обслуживание и ремонт вовремя.
Измерения потребления (мл/л/час.)
Отражает скорость, с которой газ потребляется в процессе.Например, отлично подходит для использования в промышленных процессах и биологических исследованиях.Можно выявить неэффективность и оптимизировать процессы, следя за показателями потребления газа.
Измерения плотности (мг/м³)
Предоставляет представление о физических свойствах газа в данном томе.Полезно для контроля загрязнения и оценки качества воздуха.Обеспечивает соблюдение экологических стандартов и помогает разработать эффективные стратегии контроля загрязнения.
Измерения подписи или спектра
Предлагает спектральную подпись присутствующих газов, часто отображаемой в виде хроматограммы.Используется в передовых аналитических методах, таких как газовая хроматография.Подробный анализ состава и концентрации газа помогает идентифицировать загрязняющие вещества и обеспечить чистоту продукта.
Эти сигналы обрабатываются для предоставления данных в режиме реального времени о концентрациях газа, помогающих автоматизированным системам управления.
|
ОБЩИЙ Выходные сигналы от газовых датчиков |
Функции |
|
Аналоговое напряжение |
непрерывный электрический сигнал Представление информации о переменной |
|
Пульсные сигналы |
Краткие всплески энергии, используемые для времени и синхронизация |
|
Аналоговые течения |
электрические токи варьируются по величине Чтобы передать информацию |
|
Выходы переключения или реле |
механизмы, которые открывают или закрывают цепи управление электрическим потоком |
Диаграмма 1: выходной сигнал и функции газового датчика
Типы датчика газа на основе принципов работы
Газовые датчики классифицируются по их принципам эксплуатации.Каждый тип имеет различные характеристики, преимущества и недостатки, что делает их подходящими для различных приложений и сред.
Газовый датчик на основе полупроводника / оксида металла
Рисунок 4: Схематические детали газового датчика на основе полупроводника / металла на основе оксида
Рисунок 5: Полупроводниковый газовый датчик фактический
Эти датчики идентифицируют газы, отслеживая вариации сопротивления полупроводника, когда он вступает в контакт с газами.Обычно они включают в себя компонент для оксида металла, такой как диоксид олова (SNO2), расположенный на подложке, оснащенном электродами и нагревательным элементом.Пористая природа слоя оксида металла увеличивает площадь поверхности, доступную для газовых взаимодействий.Поскольку газы адсорбируются на этот слой, в электрической проводимости датчика происходят изменения, что, в свою очередь, изменяет его сопротивление.Эти датчики особенно чувствительны к разнообразным газам и являются экономически эффективными для производства.Тем не менее, они требуют рутинной калибровки, и на их характеристики влияют температура и влажность.
Преимущества:
• Простая структура
• Бюджетный
• Высокая чувствительность обнаружения
• Быстрая скорость реакции
Недостатки:
• Небольшой диапазон измерений
• Затронуты другими газами и температурой
Электрохимический газовый датчик
Рисунок 6: Схематические детали электрохимического датчика
Рисунок 7: Пример электрохимического датчика для токсичного и легковоспламеняющегося газа
Электрохимические датчики количественно определяют концентрацию газов путем окисления или уменьшения целевого газа на электроде и записывать ток, который генерирует этот процесс.Эти устройства имеют рабочие, счетчики и электроды, погруженные в электролит, которые содержатся в небольшом корпусе, который включает в себя проницательную мембрану.Газы проходят через эту мембрану и участвуют в окислительно -восстановительной реакции на рабочем электроде, создавая ток, который прямо пропорционален концентрации газа.Известные своей исключительной специфичностью и точностью, эти датчики могут быть скомпрометированы с помощью наличия других газов и имеют тенденцию иметь конечную эксплуатационную жизнь из -за постепенного истощения их активных материалов.
Преимущества:
• Быстрое время отклика
• Хороший линейный выход
• Высокая точность
Недостатки:
• Нужна среда, богатая кислородом
• Потребляйте жидкие электролиты
• восприимчива к температуре, влажности и изменениям давления
Незерсивный инфракрасный (NDIR) датчик газа
Рисунок 8: Схематические детали датчика NDIR
Рисунок 9: Фактический датчик NDIR
Датчики NDIR используют инфракрасный свет источник и детектор для определения концентраций газа через инфракрасные поглощение.Они оснащены инфракрасным источником света, камерой для газа Образцы, фильтр длины волны и инфракрасный детектор.Поглощают газы конкретные длины волн инфракрасного света, детектор датчика количественно определяет Степень этого поглощения для оценки концентрации газа.Эти датчики хвастаются Высокая точность и долговечность, и не подвержены отравлению датчиком. Однако они, как правило, дорогостоящие и ограничиваются обнаружением газов, которые поглощают инфракрасный свет.
Преимущества:
• Измеряют газы, такие как CO2
• не требует кислорода
• Высокая возможность концентрации измерения
• Хорошая стабильность и низкие затраты на техническое обслуживание
Недостатки:
• высокое потребление мощности
• Дорогой
• Сложная структура и требования к программному обеспечению/оборудованию
Каталитический газовый датчик
Рисунок 10: Схематические детали каталитического датчика
Рисунок 11: Пример каталитического датчика
Каталитические датчики идентифицируют легковоспламеняющиеся газы через каталитический шарик, который изменяет его сопротивление во время окисления газа.Эти Датчики включают в себя зондирование, покрытое катализатором, вместе со ссылкой Элемент, расположенный в конфигурации моста Уитстоун в защите оболочки.Окисление горючих газов на поверхности катализатора производит тепло, что приводит к изменению сопротивления, обнаруженного цепью.Эффективен в быстро обнаружая низкие концентрации газа, эти датчики требуют Наличие кислорода и может быть скомпрометировано специфическими химическими веществами.
Преимущества:
• Сильная устойчивость к резкому климату и ядовитым газам
• Длительный срок службы
• Низкие затраты на техническое обслуживание
Недостатки:
• Риск взрыва или пожара в темной среде
• восприимчиво к отравлению сульфидными и галогенными соединениями
• Большие ошибки в средах с низким содержанием кислорода
Детектор фотоонизации (PID)
Рисунок 12: Схематические части ПИД
Рисунок 13: Пример PID
Фотоотежные детекторы (PID) используют ультрафиолетовый свет для ионизирующих газов и измерьте образуемый электрический ток этими ионами для оценки концентраций газа.Система состоит из УФ -лампы, Ионизационная камера и электроды.Ионизация молекул газа запускает электрический ток по электродам, который напрямую коррелирует с Концентрация летучих органических соединений (ЛОС).PID предлагают высокую чувствительность к ЛОС и возможностям быстрого обнаружения, хотя они дороги и их выступление могут влиять переменные окружающей среды, такие как влажность и температура.
Преимущества:
• Высокая чувствительность
• Нет проблемы с отравлением
• Может обнаружить более 400 видов летучих органических газов
Недостатки:
• высокая стоимость замены лампы
• Невозможно измерить воздух, токсичные газы или природный газ
Газовый датчик теплопроводности
Рисунок 14: Схематические детали датчика теплопроводности
Рисунок 15: Пример датчика теплопроводности
Датчики теплопроводности оценивают Изменения теплопроводности из -за разных газов.Эти датчики обычно включают два тепловых элемента, такие как термисторы или термический Проводники, расположенные в конфигурации мостовой цепи.Один элемент выставлен к целевому газу, в то время как другой взаимодействует с эталонным газом.Изменения в Газовый состав изменяет теплопроводность вокруг датчика, влияя на его температура и сопротивление.Это изменение затем определяется количественно по схеме. Эти устройства просты, надежны и способны обнаружить многие газы, хотя они обеспечивают меньшую чувствительность и подвержены изменениям в окружающей среде температура
Преимущества:
• Широкий диапазон обнаружения
• Хорошая рабочая стабильность
• Длительный срок службы
• Нет проблем с старением катализатора
Недостатки:
• Плохая точность обнаружения
• Низкая чувствительность
• подвержен температурному дрейфу
Анализатор газа хроматографа
Рисунок 16: Схематический газовый хроматограф детали анализатора
Рисунок 17: Анализатор газового хроматографа фактически
Анализаторы газовой хроматографии различают и количественно оценить компоненты газовой смеси с использованием разнообразных детекторов.Они состоят из инжектора, хроматографической колонки, газовой системы носителя и детектор, все размещены в контролируемой настройке.Введены образцы газа Через инжектор в колонку, где они разделены в соответствии с тем, как Они взаимодействуют с материалом колонны.Отдельные компоненты тогда обнаружен и измерен детектором.Эти анализаторы предлагают высокую точность и может проанализировать сложные смеси, но они дорогостоящие, спрос на эксперт, обработка экспертов, и более громоздки по сравнению с другими газовыми датчиками.
Преимущества:
• Высокая чувствительность
• Подходит для анализа микро и трассировки
• Может анализировать сложные многофазные газы разделения
Недостатки:
• Не может достичь непрерывной выборки и анализа
• больше подходит для лабораторного анализа, чем мониторинг промышленного полевого газа
Датчик газа на основе емкости
Рисунок 18: Запчасти датчика на основе схематической емкости
Рисунок 19: Фактический датчик на основе емкости актуально
Датчики емкости определяют сдвиги в емкость из -за изменений в диэлектрической проницаемости поглощенного газа на поверхность датчика.Эти датчики состоят из конденсатора, который Включает диэлектрический материал, реактивный на целевой газ, обычно спроектированный на платформе MEMS для повышения компактности.Поглощение молекул газа изменяет диэлектрическую постоянную, что приводит к изменению емкости, которая затем количественно.Хотя эти датчики исключительно чувствительны и идеально подходят для Обнаружение влаги, они подвержены воздействию окружающей среды, например, как температура
Преимущества:
• Высокая чувствительность
• Быстрое время реагирования, подходящее для мониторинга в реальном времени
• Низкое энергопотребление
Недостатки:
• Проблемы долгосрочной стабильности
• Поперечная чувствительность к другим газам
• Ограниченные диапазоны обнаружения
Акустические датчики газа
Рисунок 20: Схематические детали газового датчика на основе акустики
Рисунок 21: Акустические газовые датчики фактические
Акустические датчики работают на основе концепция, которая изменяется в составе газа, влияет на скорость звука в смесь.Они оснащены передатчиком и приемником звуковой волны, установлены внутри камеры или вдоль пути, где газовая смесь может взаимодействовать с звуковые волны.Вариации акустических свойств из -за этого взаимодействия записаны и проанализированы.Эти датчики предлагают неинвазивный мониторинг и быстрое обнаружение изменений, но они могут столкнуться с проблемами с точностью и часто нуждается в регулярной калибровке.
Преимущества:
• Обнаружение нервных и пузырейных агентов
• Без батареи, подходящие для беспроводных применений
• пригодны для использования в резких и вращающихся частях
Недостатки:
• Трудно обрабатывать во время изготовления из -за небольшого размера
Калориметрический газовый датчик
Фигура 22: (а) Схематическая иллюстрация структуры устройства и принципа работы и (б) фотография устройства калориметрического TGS.(c) Схема и фотография системы измерения для калориметрических устройств TGS.
Калориметрические датчики обнаруживают изменение тепла в результате химических реакций между целевым газом и специфическим реагент.Эти устройства оснащены реакционной камерой, содержащей Катализатор или реагент, который при реагировании с газом генерирует тепло.Этот Повышение или снижение температуры затем измеряется интегрированным Датчик температуры.Хотя эти датчики особенно эффективны для Обнаружение определенных газов, они имеют тенденцию демонстрировать более медленное время реакции и меньше Чувствительность, чем другие типы датчиков.
Преимущества:
• Быстрое время отклика для мониторинга в реальном времени
• Простой дизайн
• долгосрочная стабильность и надежность
• Низкое энергопотребление
Недостатки:
• Катализаторы имеют ограниченный срок службы и могут ухудшаться
• Медленное время отклика для очень низких концентраций газа
Магнитный газовый датчик
Фигура 23: Магнитные эффекты, используемые для изготовления газообразного устройства.(а) Эффект зала, (б) эффект Керра.(C) Эффект ферромагнитного резонанса (FMR). (г) магнито-пласмонический эффект.(д) Магнитный момент или эффект спина.(F) Магнитостатический спин-волновый эффект (MSW).
Рисунок 24: Магнитный датчик актуальный
Магнитные датчики используют магнитные характеристики определенных газов, таких как кислород, для определения их концентрация.Эти устройства имеют магнитные материалы, которые изменяют их Магнитные свойства при воздействии определенных газов.Эти изменения обнаруживаются датчиком магнитного поля, интегрированного в устройство.Модификация в магнитные свойства, вызванные присутствием целевого газа, измеряются и проанализировано.Магнитные датчики обеспечивают высокую стабильность и в значительной степени невосприимчивы к вмешательство от других газов.Тем не менее, они могут обнаружить только парамагнитные газы и имеют тенденцию быть более сложными и дорогими.
Преимущества:
• Неинвазивная операция
• Быстрое обнаружение и мониторинг в реальном времени
• Некоторые типы не требуют внешней мощности
Недостатки:
• Сложный и дорогой
• Требовать частой калибровки
• Может измерять газы только с определенными магнитными свойствами
• Неспособен к внешним магнитным полям и изменениям температуры
Компоненты датчика газа из оксида металла
Рисунок 25: Схематические компоненты датчика газа из оксида металла
Слой газовой зондирования: слой для зондирования газа является сердечником датчика, обнаруживая изменения концентрации газа.Он действует как химиисторист, изменяя сопротивление при воздействии конкретных газов.Обычно изготовленный из диоксида олова (SNO₂), который имеет избыточные электроны (донорские элементы), он изменяет сопротивление в присутствии токсичных газов.Это изменение сопротивления влияет на поток тока, коррелируя с концентрацией газа, делая слой для зондирования газа, для точного обнаружения газа.
Катушка обогревателя: катушка нагревателя повышает чувствительность и эффективность нагревателя, сохраняя его при высокой температуре.Изготовленная из никель-хрома, известного своей высокой точкой плавления, он остается стабильным при постоянном жаре.Этот нагрев активирует слой для измерения газа, позволяя ему лучше реагировать на газы.Катушка обогревателя обеспечивает оптимальную производительность датчика, постоянно предоставляя тепловую энергию.
Линия электрода: линия электрода эффективно передает небольшие токи из газообразного слоя.Построенный из платины, ценящегося за его проводимость, он обеспечивает точную передачу и измерение тока.Это эффективное движение электронов полезно для точности датчика в обнаружении газа.
Электрод: электрод соединяет выходной сигнал на линии электрода.Изготовленный из золота (AU - Aurum), превосходного проводника, он обеспечивает минимальное сопротивление и эффективную передачу тока.Это соединение важно для точных измерений концентрации газа, что позволяет беспрепятственно переносу электрического сигнала от чувствительного элемента на выходные клеммы.
Тубулярная керамика: трубчатая керамика, обычно изготовленная из оксида алюминия (al₂o₃), находится между катушкой нагревателя и газообразовательным слоем.Его высокая точка плавления поддерживает процесс сгорания чувствительного слоя, поддержание высокой чувствительности и эффективного выходного тока.Трубчатая керамика обеспечивает структурную стабильность и теплоизоляцию, защищая внутренние части датчика и повышая долговечность и производительность.
Сетка над чувствительным элементом: металлическая сетка покрывает чувствительный элемент, чувствительные к экранирующим компонентам из пыли и коррозионных частиц.Эта сетка защищает датчик от внешних загрязняющих веществ и поддерживает целостность и долговечность уровня газа.Отфильтровывая вредные частицы, сетка гарантирует, что датчик работает точно и надежно в течение длительных периодов времени.
Как работают датчики газа?
Основная технология
Газовые датчики используют Chemiresistor, обычно изготовленный из диоксида олова (SNO2).SNO2-это полупроводник N-типа, который имеет много свободных электронов, которые хороши для проведения электроэнергии.
Функционировать в чистом воздухе
В чистом воздухе молекулы кислорода из атмосферы прикрепляются к поверхности SNO2.Эти молекулы кислорода захватывают свободные электроны из SNO2, создавая барьер, который останавливает поток тока.Следовательно, выход датчика равен нулю или на базовой линии.
Реакция на токсичные или горючие газы
При воздействии токсичных или горючих газов эти газы реагируют с кислородом на поверхности SNO2, высвобождая захваченные электроны.Это увеличение свободных электронов повышает проводимость SNO2.Уровень этого изменения проводимости соответствует концентрации газа.
Как использовать газовый датчик?
Рисунок 26: Модуль датчика газового датчика и 4 клеммы
Основной газовый датчик имеет шесть терминалов: четыре для ввода/вывода (с надписью A, A, B, B) и два для нагрева катушки (с надписью H, H).Входные/выходные клеммы могут использоваться взаимозаменяемо.Газовые датчики часто бывают как модули, которые включают сам датчик и компаратор IC.Эти модули обычно имеют четыре терминала: VCC (источник питания), GND (заземление), цифровой выход (сигнал, указывающий на наличие газа) и аналоговый выход (непрерывное напряжение, указывающее на концентрацию газа).
Увеличение выхода датчика
Поскольку только газовый датчик производит небольшой выход (в милливолтах), необходима внешняя схема для преобразования этого вывода в цифровой сигнал.В этом преобразовании используется компаратор (обычно LM393), регулируемый потенциометр, дополнительные резисторы и конденсаторы.Координатор LM393 берет вывод датчика, сравнивает его с эталонным напряжением и обеспечивает цифровой выход.Потенциометр устанавливает уровень концентрации газа, который запускает высокую мощность.
Основная схема модуля газового датчика
Рисунок 27: Основная схема схемы газового датчика в модуле газового датчика
Схема датчика газа включает в себя входные/выходные клеммы (A и B) и терминалы обогревателя (H).Катушка обогревателя должна получить достаточное напряжение для активации датчика.Без этого входного напряжения выходной ток незначителен.После питания чувствительный слой может обнаружить газы.
Нет газа.
Сопротивление чувствительного слоя остается неизменным, что приводит к минимальному выходному току.
Подается газом:
Предварительно нагретая катушка облегчает обнаружение путем изменения сопротивления материала, изменяя ток потока при сопротивлении нагрузки (RL).
Значение RL, как правило, от 10 до 47 кОм, откалибруется на основе желаемой чувствительности к концентрации газа.Более низкие значения сопротивления снижают чувствительность, в то время как более высокие значения сопротивления повышают чувствительность.Схема также включает в себя OP-AMP LM393, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой.Встроенный потенциометр 10K позволяет регулировать чувствительность датчика модуля.Два светодиода предоставляют визуальные индикаторы: один для питания (указывая на питание платы) и один для запуска (указывая на порог установления).Развязывающие конденсаторы уменьшают шум, обеспечивая стабильные и точные показания датчиков.
Самые популярные газовые датчики
Серия полупроводниковых газовых датчиков серии MQ, включая такие модели, как MQ-2, MQ-3, MQ-4, MQ-5, MQ-6, MQ-7, MQ-8, MQ-9, MQ-131, MQ-135, MQ-136, MQ-137, MQ-138, MQ-214, MQ-303A, MQ-306A и MQ-309A, уважаются за их надежность и точность в различных приложениях.Эти датчики соответствуют широкому спектру экологических и промышленных требований.
Рисунок 28: Таблица различных типов газового датчика
MQ-2: Обнаруживает горючие газы и дым.
Разогрейте датчик в течение 24 часов.Калибровать с известной концентрацией целевого газа, такой как 1000 ч / млн метана.Отрегулируйте сопротивление нагрузки на основе выходного напряжения.
Наблюдайте за медленным увеличением сопротивления, когда внутренний нагреватель стабилизируется.Убедитесь, что датчик полностью нагрелся, прежде чем принимать показания, чтобы избежать неточностей.
MQ-3: Обнаружение алкогольного пара, часто используемое в рыхлицевых точках.
Согрейте датчик не менее 48 часов до первоначального использования.Калибровать с спиртом 0,4 мг/л в воздухе.Отрегулируйте нагрузочный резистор, чтобы соответствовать конкретным потребностям применения.
Следите за дрейфом чувствительности во время калибровки и корректируйте интервалы на основе стабильности.Записывает температуру окружающей среды и влажность, поскольку они влияют на точность.
MQ-4: Обнаружение метана и природного газа.
Разогрейте в течение 24 часов.Калибровать в контролируемой среде с метаном 5000 ч / млн.Отрегулируйте нагрузочный резистор соответственно.
Тщательно следить за временем ответа.Медленный ответ может указывать на проблемы с нагревателем или стабильностью температуры в окружающей среде.
MQ-5: СНГ, природный газ и обнаружение угольного газа.
Аналогично MQ-4, но калибруйте для нескольких газов, используя определенные концентрации.
Поддерживать стабильную среду во время калибровки.Колебания температуры могут вызвать значительные изменения в показаниях.
MQ-6: Обнаруживает LPG, бутан, изобутан и пропан.
Разогрейте и калибруйте, как и с MQ-5.Обеспечить правильную вентиляцию, чтобы избежать опасных концентраций газа во время калибровки.
Обратите внимание на время восстановления датчика после воздействия высоких концентраций газа.Длительное воздействие может насытить датчик, требуя более длительного периода восстановления.
MQ-7: Обнаружение угарного газа.
Разогрейте в течение 48 часов.Калибровать в среде CO 100 ч / млн.Отрегулируйте нагрузочный резистор, чтобы соответствовать желаемой чувствительности.
Наблюдайте за поведением при колеблющихся температурах, поскольку датчики СО чувствительны к изменениям температуры.При необходимости реализуйте алгоритм компенсации.
MQ-8: Обнаружение газа водорода.
Разогрейте в течение 24 часов.Калибровать в водородной среде 1000 ч / млн.Отрегулируйте сопротивление нагрузки для оптимальной производительности.
Убедитесь, что калибровочная среда свободна от других газов и загрязняющих веществ, так как датчики водорода очень чувствительны к загрязнению.
MQ-9: Обнаружает угарный газ угарного газа.
Разогрейте в течение 48 часов.Калибровать отдельно для CO и легковоспламеняющихся газов с использованием известных концентраций.Отрегулируйте нагрузочные резисторы для каждого обнаружения газа.
Убедитесь, что калибровка для одного газа не мешает чувствительности к другому.Сосредоточьтесь на возможности обнаружения двойного газа.
MQ-131: Обнаружение озона.
Разогрейте в течение 24 часов.Калибровать в озоновой среде 0,1 ч / млн.Соответственно отрегулировать сопротивление нагрузки.
Регулярно проверяйте чувствительность датчика и перекалибровку, поскольку датчики озона могут со временем ухудшаться с воздействием высоких концентраций.
MQ-135: Датчик качества воздуха, обнаруживающий NH3, NOx, алкоголь, бензол, дым и CO2.
Разогрейте в течение 24 часов.Используйте различные управляемые газовые среды для калибровки для каждого конкретного газа.
Поддерживайте подробные записи настройки калибровки для каждого типа газа.Регулярная перекалибровка хороша для поддержания точности из -за широкого диапазона обнаруживаемых газов.
MQ-136-MQ-309A: Каждый датчик нацелен на определенные газы и имеет аналогичную калибровку, как описано как MQ-135.
Разогрейте в течение 24 часов и используйте различные контролируемые газовые среды для калибровки для каждого конкретного газа.
Понять конкретную чувствительность и поперечную чувствительность каждого датчика.Регулярное обслуживание, калибровка и контроль окружающей среды являются ключевыми для оптимальной производительности.
Применение датчика газа
Промышленная безопасность: в промышленных средах газовые датчики контролируют токсичные газы, такие как угарный угарный газ, метан и сероводород.Эти датчики установлены в областях, подверженных утечкам, таким как химические установки, производственные единицы и хранилища.Они работают непрерывно, отправляя данные в реальном времени в центральную систему управления.Когда уровни газа превышают установленные пороговые значения, система запускает сигналы тревоги и автоматические отключения для предотвращения опасностей.Операторы регулярно откалибруют эти датчики, выполняя проверки поля и калибровку с нулевым проселением для обеспечения точности.
Безопасность домохозяйства: дома газовые датчики обнаруживают утечки природного газа или пропана, предотвращая взрывы или отравление.Эти датчики часто являются частью систем Smart Home, предупреждая домовладельцев с помощью смартфонов или связанные с аварийными службами.Они обычно устанавливаются на кухнях, подвалах или вблизи газовых приборов.Домовладельцы должны регулярно проверять эти устройства и заменять батареи по мере необходимости, чтобы они работали в эксплуатации.
Нефтяная и газовая промышленность: на нефтяных баллах газовые датчики контролируют летучие органические соединения (ЛОС) и другие опасные газы.Эти датчики созданы для выдержания суровых оффшорных условий, таких как экстремальные температуры и влажность.Они являются частью более крупной системы безопасности, которая включает в себя управление вентиляцией и механизмы экстренного отключения.Ежедневные проверки гарантируют, что датчики свободны от загрязняющих веществ и правильно функционируют, с настройками, выполненными с использованием портативных калибровочных устройств.
Индустрия гостеприимства: в отелях газовые датчики применяют политики без курения, обнаруживая сигаретный дым и запуская системы вентиляции или сигнализацию.Эти датчики, установленные в осторожности в номерах и общих зонах, помогают управлению отелями быстро решать нарушения и поддерживать среду без дыма.Регулярное обслуживание проверяет чистые датчики и проверяет их чувствительность к частицам дыма.
Офисная среда: в офисных зданиях газовые датчики контролируют качество воздуха в помещении, сосредотачиваясь на загрязнителях, таких как углекислый газ, ЛОС и твердые частицы.Интегрированные с системами HVAC, эти датчики регулируют воздушный поток для обеспечения здорового рабочего пространства.Менеджеры объектов анализируют данные датчика для оптимизации вентиляции, снижая затраты на энергию при сохранении качества воздуха.Периодическая калибровка и обновления программного обеспечения выполняются для повышения производительности датчика.
Системы кондиционирования воздуха: газовые датчики в кондиционерах управляют уровнями CO2, улучшая качество воздуха в помещении.Часть автоматизированной системы, они корректируют скорости вентиляции на основе концентраций CO2 в реальном времени.Техники проверяют функциональность датчика во время обычного технического обслуживания, чтобы обеспечить точное показания и оптимальное качество воздуха.
Системы обнаружения пожаров: газовые датчики в системах обнаружения огня идентифицируют дым и токсичные газы, такие как угарный газОни предоставляют предупреждения, обеспечивая своевременную эвакуацию и меры контроля пожара.Сотрудники пожарной безопасности регулярно проверяют эти системы, моделируя условия дыма, чтобы обеспечить отзывчивость и надежность датчика.
Горнодобывающие операции: при добыче газовых датчиков обнаруживают опасные газы, такие как метатан и угарный газ, для безопасности работников.Эти датчики являются частью сетевой системы безопасности, обеспечивая постоянный мониторинг и автоматическую вентиляцию.Шахтеры также несут портативные детекторы газа в качестве дополнительной меры безопасности.Регулярное обучение по использованию датчиков и процедурам реагирования на аварий обеспечивает готовность.
Анализаторы дыхания: газовые датчики в анализаторах дыхания измеряют содержание алкоголя в крови (BAC) путем обнаружения этанола при дыхании.Используемые правоохранительными органами и частными лицами для мониторинга, эти устройства требуют калибровки с известными стандартами этанола для поддержания точности.Пользователи следуют строгим протоколам, таким как обеспечение того, чтобы устройство было при правильной температуре и избегание загрязнения, чтобы обеспечить надежные результаты.
Заключение
По мере развития технологий газовые датчики становятся более мощными и широкими, повышая их производительность и делают их необходимыми во многих областях, включая промышленную безопасность и безопасность домохозяйств.Понимание того, как работают датчики газа и как их поддерживать, подчеркивает их техническое значение и их значительный вклад в защиту жизни и улучшение качества нашего окружения.Будь то на фабриках, домах или общественных местах, датчики газа являются ключом к более безопасному, здоровому будущему.По мере развития технологий газовые датчики становятся все более продвинутыми и хорошо развитыми, повышая их производительность и делают их незаменимыми во многих областях, включая промышленную безопасность и безопасность домохозяйств.
Часто задаваемые вопросы [FAQ]
1. Что такое газовые датчики?
Датчик газа - это устройство, которое обнаруживает присутствие и концентрацию газов в воздухе.Он преобразует химическую информацию из газа в электронный сигнал, который можно измерить и проанализировать.
2. Какова цель газового датчика?
Основной целью газового датчика является контроль и обнаружение утечек газа или наличие опасных газов.Это помогает обеспечить безопасность, предоставляя ранние предупреждения об уровне опасного газа, предотвращение несчастных случаев и обеспечение соответствия правилам безопасности.
3. Каковы преимущества газового датчика?
Газовые датчики - это устройства, которые обнаруживают и измеряют концентрации газа в воздухе, обеспечивая безопасность, обеспечивая ранние предупреждения о опасных газах.Они точны, предлагают точные измерения и повышают безопасность в различных средах посредством раннего обнаружения.Газовые датчики могут быть интегрированы в автоматизированные системы для непрерывного мониторинга, снижая необходимость ручных проверок и снижение затрат на рабочую силу.Их универсальность позволяет им обнаружить широкий спектр газов, что делает их подходящими для многочисленных применений, от промышленных предприятий и мониторинга окружающей среды до безопасности жилья и медицинских учреждений.Примером является датчик угарного газа в домах, который предупреждает пассажиров о опасных уровнях газа CO.
4. Где используются газовые датчики?
Газовые датчики широко используются в различных отраслях и условиях, в том числе мониторинг газов на производственных предприятиях, нефтеперерабатывающих заводах и химических заводах для обеспечения промышленной безопасности.Измерение качества воздуха и обнаружение уровней загрязнения для защиты окружающей среды.Обнаружение утечки угарного газа и природного газа в домах для жилой безопасности.Мониторинг дыхательных газов в медицинских учреждениях.И обнаружение выбросов газа в транспортных средствах для обеспечения соответствия экологическим стандартам.
5. Что является примером газового датчика?
Общим примером газового датчика является датчик угарного газа (CO), используемый в домах.Этот датчик обнаруживает газ CO, который бесцветный и без запаха, обеспечивая тревогу, когда присутствуют опасные уровни для предотвращения отравления.
6. Как работать газовым датчиком?
Датчик газа работает, подвергаясь воздействию целевого газа, который взаимодействует с материалом обнаружения датчика, вызывая химическую реакцию, которая меняет свойства датчика.Это изменение преобразуется в электронный сигнал, который затем обрабатывается и измеряется, чтобы обеспечить читаемый выход, такой как числовое значение или тревога.Например, датчик угарного газа в доме непрерывно контролирует воздух.Если обнаружен газ CO, он реагирует с датчиком, создавая электронный сигнал, который вызывает тревогу, если уровни СО слишком высоки, предупреждая вас об опасности.