на 2024/05/28 457

Въведение в газовите сензори: строителство, видове и работа

Газовите сензори са най -добрите устройства в съвременните технологии при наблюдение и откриване на различни газове в множество среди.Способността им да преобразуват нивата на газ в електрически сигнали чрез физически или химични реакции ги прави ценни за приложения, вариращи от индустриална безопасност до сигурност на домакинството.

Тази статия обсъжда различните видове сензори за газ, изследвайки техните принципи на работа, предимства и ограничения.Разглеждайки компонентите и функционалностите на тези сензори, по -специално широко използваните сензори за газ от метален оксид, можем да оценим тяхното значение за осигуряване на безопасност, поддържане на качеството на въздуха и поддържане на различни индустриални процеси.Разбирането на практическото използване, калибриране и поддръжка на тези сензори повишава тяхната надеждност и точност, като ги прави най -добрите инструменти както в професионални, така и в домашни условия.

Каталог

Фигура 1: Газов сензор

Какво е сензор за газ?

Газови сензори е устройство, предназначено да открие наличието или концентрацията на газове в среда.Той работи чрез измерване на промените в съпротивлението на вътрешния му материал, което генерира разлика в напрежението.Тази разлика в напрежението помага да се идентифицира и оцени вида и количеството на присъстващия газ.Специфичните газове, които сензорът може да открие, зависят от материала, от който е направен.

Газовите сензори преобразуват нивата на газ в електрически сигнали чрез физически или химични реакции.Тези сигнали се обработват, за да предоставят четими данни.Те са особено полезни за откриване на токсични и вредни газове, както и за изтичане на природен газ.Газовите сензори измерват горими, запалими и токсични газове и дори нива на кислород, което ги прави добри за мониторинг на безопасността и качеството на въздуха.

Стандарт за производителност на сензора за газ

При избора на сензори за газ е задължително внимателно да се оценят няколко основни спецификации за измерване, за да се гарантира тяхната ефективност и точност в приложенията за откриване на газ.Тези спецификации са критерии за ефективността на сензора, особено в настройките, където безопасността е основен приоритет и в системите за контрол на процесите.

Време за реакция

Времето за реакция е интервалът между първоначалния контакт на газа със сензора и последващата обработка на сигнала на сензора.Този параметър изисква незабавно откриване на газ за предотвратяване на опасни инциденти или поддържане на целостта на процеса.По -кратките времена на реакция са предпочитани в среда, където бързото откриване може да намали рисковете, като химически централи или затворени пространства с потенциални течове на газ.При практически операции газовият сензор с време за реакция по -малко от 10 секунди е идеален за откриване на внезапни течове.Това позволява действия за бърза реакция, като евакуация или спиране на системата.

Фигура 2: Време за реакция и възстановяване на сензора за газ

Разстояние за откриване

Разстоянието на откриване е максималният диапазон, при който сензорът може ефективно да открие газ от своя източник или теч.Тази спецификация диктува къде трябва да се поставят сензори, за да се осигури цялостен мониторинг.При големи индустриални настройки сензорите трябва да бъдат позиционирани стратегически, за да покрият цялото съоръжение, като се гарантира, че дори малки емисии на газ са открити преди ескалиране до опасни нива.Например, сензорите с разстояние за откриване от 1-2 метра често се поставят близо до потенциални точки на теч, докато тези с по-големи диапазони (до 10 метра) могат да наблюдават по-широки райони от централни места.

Дебит

Фигура 3: Схематична илюстрация на сензора за поток на газ

Дебитът представлява обема на въздуха или газ, който трябва да тече през сензора, за да генерира откриваем сигнал.За да се гарантира прецизни показания на концентрацията на газ, тази скорост трябва да бъде зададена правилно.Неадекватните скорости на потока могат да доведат до забавено откриване или фалшиви позитиви, като компрометират безопасността и оперативната ефективност.Операторите могат да регулират вентилационните системи или да използват помощни вентилатори, за да поддържат оптимални дебити в различните сензори.Осигуряването на дебит от 0,5 до 2 литра в минута през сензора може значително да повиши точността на откриване в среди с променливи условия на въздушния поток.

Изходният параметър на сензора

Газовите сензори измерват и отчитат откритите газове в различни формати, за да отговорят на различни нужди за мониторинг.

Процент LEL (по -ниска граница на експлозив)

Измерва най -малката концентрация на горим газ, който може да поддържа пламък, когато се смеси с въздух и запален.Необходими за безопасност в среда с експлозивни газове.Отчитането на 0% LEL не показва газ, докато 100% LEL означава, че концентрацията на газ е достигнала своя запалима граница, което представлява значителен риск от експлозия.Операторите наблюдават LEL, за да гарантират, че нивата на газ остават под опасни прагове.Редовни проверки и незабавни действия при високи показания за предотвратяване на злополуки.

Процент обем

Изчислява обема на разтвора, разделен на общия обем на всички компоненти, умножен по 100%.По-рядко срещани за откриване на газ, но полезни за приложения, включващи взаимодействия с газ-течност.Точното измерване на концентрациите на газ в течните смеси помага за контрола на качеството и оптимизацията на процесите.

Части на милион (ppm)

Измерва концентрациите на газ в PPM, което позволява прецизно наблюдение на много ниски нива на газ.Необходимо е за откриване на микроелементи в мониторинг на околната среда и контрол на качеството.Непрекъснатото наблюдение гарантира спазването на регулациите за безопасността и околната среда.Малките колебания се проследяват, за да се идентифицират потенциални проблеми рано.

Измервания на изтичане (ml/min)

Показва скоростта, с която газът изтича от система.Той помага за идентифициране и количествено определяне на течовете.Използвайки тази информация, операторите могат да гарантират целостта на системата, да избягват големи загуби и да извършват поддръжка и ремонт навреме.

Измервания на потреблението (ML/L/HR.)

Отразява скоростта, с която се консумира газ в процес.Отлично за използване в индустриални процеси и биологични изследвания, например.Възможно е да се идентифицират неефективността и да се оптимизират процесите, като се следи процента на консумация на газ.

Измервания на плътността (mg/m³)

Предоставя представа за физичните свойства на газа в даден обем.Полезно при контрол на замърсяването и оценка на качеството на въздуха.Гарантира спазването на стандартите за околната среда и помага при проектирането на ефективни стратегии за контрол на замърсяването.

Измервания на подпис или спектри

Предлага спектрален подпис на присъстващите газове, често се показва като хроматограма.Използва се при усъвършенствани аналитични техники като газова хроматография.Подробният анализ на състава и концентрацията на газ помага да се идентифицират замърсителите и да се гарантира чистотата на продукта.

Тези сигнали се обработват, за да предоставят данни в реално време за концентрации на газ, като помагат на автоматизирани системи за управление.

Често срещан Изходни сигнали от газови сензори	Функции
Аналогово напрежение	непрекъснат електрически сигнал представляваща променлива информация
Импулсни сигнали	Кратки изблици на енергия, използвани за времето и синхронизация
Аналогови токове	електрически токове, вариращи по величина за предаване на информация
Превключва или релейни изходи	механизми, които отварят или затварят вериги до Контролен електрически поток

Диаграма 1: Изходният сигнал и функции на газовия сензор

Видове сензор за газ въз основа на принципите на работа

Газовите сензори се категоризират по техните принципи на работа.Всеки тип има различни характеристики, предимства и недостатъци, което ги прави подходящи за различни приложения и среди.

Газов сензор на базата на полупроводник / метален оксид

Фигура 4: Схематични части за полупроводник / метален оксид на базата на газови сензори

Фигура 5: Полупроводниковият сензор за газ действително

Тези сензори идентифицират газовете, като проследяват вариациите в устойчивостта на полупроводник, когато влезе в контакт с газове.Обикновено те включват компонент на метален оксид, като калай диоксид (SNO2), поставен върху субстрат, оборудван с електроди и нагревателен елемент.Порестият характер на слоя на металния оксид увеличава повърхността, налична за газовите взаимодействия.Тъй като газовете се адсорбират върху този слой, в електрическата проводимост на сензора настъпват промени, което от своя страна променя неговата съпротивление.Тези сензори са особено чувствителни към разнообразен набор от газове и са рентабилни за производството.Независимо от това, те изискват рутинно калибриране и тяхната работа се влияе от температурата и влажността.

Предимства:

• Проста структура

• Ниска цена

• Висока чувствителност към откриване

• Бърза скорост на реакция

Недостатъци:

• Малкият диапазон на измерване

• засегнати от други газове и температура

Електрохимичен сензор за газ

Фигура 6: Схематични части за електрохимичен сензор

Фигура 7: Пример на електрохимичен сензор за откриване на токсичен и запалим газ

Електрохимичните сензори количествено определят концентрацията на газовете чрез окисляване или намаляване на целевия газ в електрод и записване на тока, който генерира този процес.Тези устройства разполагат с работещи, броячни и референтни електроди, потопени в електролит, всички съдържащи се в малък корпус, който включва мембрана, която включва газопровод.Газовете преминават през тази мембрана и участват в редокс реакция на работния електрод, произвеждайки ток, който е пряко пропорционален на концентрацията на газ.Известни със своята изключителна специфичност и прецизност, тези сензори могат да бъдат компрометирани от наличието на други газове и са склонни да имат ограничен оперативен живот поради постепенното изчерпване на техните активни материали.

Предимства:

• Бързо време за реакция

• Добър линеен изход

• Висока точност

Недостатъци:

• Нуждаете се от богата на кислород среда

• Консумирайте течни електролити

• податливи на температура, влажност и промени в налягането

Недисперсивен сензор за инфрачервен (NDIR)

Фигура 8: Схематични части на NDIR сензор

Фигура 9: Действителен NDIR сензор

NDIR сензорите използват инфрачервена светлина източник и детектор за определяне на концентрациите на газ чрез инфрачервен Абсорбция.Те са оборудвани с инфрачервен източник на светлина, камера за газ Проби, филтър за дължина на вълната и инфрачервен детектор.Тъй като газовете абсорбират конкретни дължини на вълната на инфрачервена светлина, детекторът на сензора количествено определя степента на това абсорбция за оценка на концентрацията на газ.Тези сензори се гордеят Висока точност и дълголетие и не са податливи на отравяне на сензора. Те обаче са склонни да бъдат скъпи и са ограничени до откриване на газове, които абсорбират инфрачервена светлина.

Предимства:

• Измерва газовете като CO2

• не изисква кислород

• Възможност за концентрация на висока измерване

• Добра стабилност и ниски разходи за поддръжка

Недостатъци:

• Висока консумация на енергия

• скъпо

• Сложна структура и софтуер/хардуер

Каталитичен сензор за газ

Фигура 10: Схематични каталитични сензорни части

Фигура 11: Пример за каталитичен сензор

Каталитичните сензори идентифицират запалими газове чрез каталитично мънисто, което променя устойчивостта му по време на окисляване на газ.Тези Сензорите включват сензорно покритие, покрито с катализатор, заедно с референция Елемент, подреден в конфигурация на моста на пшеничен камък в рамките на защитни Корбища.Окисляването на горими газове на повърхността на катализатора произвежда Топлината, което води до промяна на съпротивлението, открита от веригата.Ефективно в Бързо откриване на ниски концентрации на газ, тези сензори изискват Наличието на кислород и може да бъде компрометирано от специфични химически вещества.

Предимства:

• Силна устойчивост на сурови климати и отровни газове

• Дълъг служебен живот

• Ниски разходи за поддръжка

Недостатъци:

• Риск от експлозия или огън в тъмна среда

• податливи на отравяне чрез сулфидни и халогенни съединения

• По-големи грешки в среди с нисък кислород

Детектор за фотоионизация (PID)

Фигура 12: Схематични PID части

Фигура 13: PID пример

Използват детектори за фотоионизация (PID) ултравиолетова светлина за йонизиране на газове и измерване на произведения електрически ток чрез тези йони за оценка на концентрациите на газ.Системата включва UV лампа, йонизационна камера и електроди.Йонизацията на газови молекули задейства електрически ток през електродите, който корелира директно с Концентрация на летливи органични съединения (ЛОС).PID предлагат висока чувствителност до ЛОС и възможности за бързо откриване, въпреки че са скъпи и тяхното изпълнение може да се повлияе от променливите на околната среда като влажност и температура.

Предимства:

• Висока чувствителност

• Няма проблем с отравянето

• Може да открие над 400 вида летливи органични газове

Недостатъци:

• Висока цена на подмяна на лампата

• Не може да измери въздух, токсични газове или природен газ

Газов сензор за термична проводимост

Фигура 14: Схематични части за сензор за термична проводимост

Фигура 15: Пример за сензор за термична проводимост

Оценете сензорите за термична проводимост Вариации в топлопроводимостта поради различни газове.Тези сензори обикновено включват два термични елемента, като термистори или термични Проводници, подредени в конфигурация на мостовата верига.Единият елемент е изложен към целевия газ, докато другите интерфейси с референтен газ.Промени в Съставът на газ променя топлопроводимостта около сензора, влияейки върху неговата температура и съпротивление.След това тази промяна се определя количествено от веригата. Тези устройства са ясни, здрави и способни да откриват много газове, въпреки че предлагат по -малко чувствителност и са податливи на промени в околната среда температура.

Предимства:

• Широка диапазон на откриване

• Добра работна стабилност

• Дълъг експлоатационен живот

• Няма проблеми с стареенето на катализатор

Недостатъци:

• Лоша точност на откриване

• Ниска чувствителност

• податливи на температурен дрейф

Анализатор на газов хроматограф

Фигура 16: Части за анализатор на схематична газова хроматография

Фигура 17: Актуален анализатор на газов хроматограф

Газова хроматография анализаторите разграничават и количествено определете компонентите на газова смес, като се използва различни детектори.Те се състои от инжектор, хроматографска колона, газова система за носене и a детектор, всички помещавани в контролирана настройка.Въвеждат се проби от газ чрез инжектора към колоната, където те са разделени според това как Те взаимодействат с материала на колоната.Отделените компоненти са тогава открити и измерени от детектора.Тези анализатори предлагат висока точност и могат да анализират сложни смеси, но въпреки това те са скъпи, да поискат работа с експерти, и са по -тромави в сравнение с други сензори за газ.

Предимства:

• Висока чувствителност

• Подходящ за анализ на микро и следи

• Може да анализира сложните многофазни газове за разделяне

Недостатъци:

• Не може да постигне непрекъснато вземане на проби и анализ

• По -подходящ за лабораторен анализ, отколкото мониторинг на индустриалния полев газ

Газов сензор на базата на капацитет

Фигура 18: Схематични части на базата на капацитет сензорни части

Фигура 19: Съединен сензор, базиран на капацитет

Сензорите за капацитет идентифицират изместванията в Капацитет поради промени в диелектричната константа на абсорбиран газ върху повърхността на сензора.Тези сензори се състоят от кондензатор, който Включва диелектричен материал, реактивен на целевия газ, обикновено проектиран на платформа MEMS за подобряване на компактността.Абсорбцията на газовите молекули променя диелектричната константа, което води до промяна в капацитета, която е след това количествено определено.Докато тези сензори са изключително чувствителни и идеални за откриване на влага, те са податливи на влияния на околната среда като температура.

Предимства:

• Висока чувствителност

• Бързо време за реакция, подходящо за мониторинг в реално време

• Ниска консумация на енергия

Недостатъци:

• Проблеми с дългосрочната стабилност

• Кросчувствителност към други газове

• Ограничени диапазони на откриване

Акустични сензори за газ

Фигура 20: Схематични части на акустичния сензор за газ

Фигура 21: Акустични сензори за газ действително

Акустичните сензори работят на базата на концепция, че промените в състава на газа влияят на скоростта на звука в рамките на Смес.Те са оборудвани с предавател на звукова вълна и приемник, задайте в рамките на камера или по пътека, където газовата смес може да взаимодейства с Звукови вълни.Вариациите в акустичните свойства поради това взаимодействие се записват и анализират.Тези сензори предлагат неинвазивен мониторинг и бързо откриване на промени, но те могат да се сблъскат с предизвикателства с точност и често се нуждаят от редовно калибриране.

Предимства:

• Открийте нервни и блистерни агенти

• Без батерия, подходящ за безжични приложения

• Използваем в тежки и въртящи се части

Недостатъци:

• Трудно за справяне по време на производството поради малки размери

Калориметричен газов сензор

Фигура 22: (а) Схематична илюстрация на структурата на устройството и принципа на работа и (б) снимка на калориметрично TGS устройство.в) Схематична и снимка на измервателната система за калориметричните TGS устройства.

Калориметричните сензори откриват вариации на топлината в резултат на химични реакции между целевия газ и специфичен реагент.Тези устройства са оборудвани с реакционна камера, съдържаща a катализатор или реагент, който след реагиране с газа генерира топлина.Това Увеличаването или намаляването на температурата след това се измерва чрез интегриран температурен сензор.Докато тези сензори са особено ефективни за Откривайки определени газове, те са склонни да проявяват по -бавни реакционни времена и по -малко Чувствителност от другите типове сензори.

Предимства:

• Бързо време за реакция за мониторинг в реално време

• Прост дизайн

• Дългосрочна стабилност и надеждност

• Ниска консумация на енергия

Недостатъци:

• Катализаторите имат ограничен живот и могат да се влошат

• По -бавни времена за реакция за много ниски концентрации на газ

Сензор за магнитен газ

Фигура 23: Магнитни ефекти, използвани за изработката на устройството за сензор на газа.(а) Ефект на зала, (б) ефект на Кер.(C) Ефект на феромагнитен резонанс (FMR). (D) Магнито-плазмоничен ефект.д) магнитен момент или завъртане на ефекта.(е) Ефект на магнитостатична спин-вълна (MSW).

Фигура 24: Магнитен сензор действително

Магнитните сензори използват магнитното характеристики на специфични газове, като кислород, за да се определи техните концентрация.Тези устройства разполагат с магнитни материали, които променят своите Магнитни свойства, когато са изложени на определени газове.Тези промени са открити чрез сензор за магнитно поле, интегриран в устройството.Модификацията в Измерва се магнитните свойства, причинени от наличието на целевия газ и анализиран.Магнитните сензори предлагат висока стабилност и са до голяма степен непроницаеми за намеса от други газове.Те обаче могат да открият само парамагнитни газове и са склонни да бъдат по -сложни и скъпи.

Предимства:

• Неинвазивна операция

• Бързо откриване и наблюдение в реално време

• Някои видове не изискват външна мощност

Недостатъци:

• Сложно и скъпо

• Изисквайте често калибриране

• Може да измерва газове само със специфични магнитни свойства

• Неспособни за външни магнитни полета и температурни промени

Компоненти на сензор за газ от метален оксид

Фигура 25: Схематични компоненти на сензор за газ от метален оксид

Слой за сензор за газ: Слоят за измерване на газа е сърцевината на сензора, откривайки промените в концентрацията на газа.Той действа като химирезистор, променяща се устойчивост, когато е изложен на специфични газове.Обикновено изработен от калай диоксид (SNO₂), който има излишни електрони (донорски елементи), той променя устойчивостта в присъствието на токсични газове.Тази промяна в съпротивлението влияе на токовия поток, корелирайки с концентрацията на газ, което прави слоя за измерване на газа, за прецизно откриване на газ.

Нагревателната намотка: Намотката на нагревателя повишава чувствителността и ефективността на слоя за измерване на газа, като го поддържа при висока температура.Изработен от никел-хром, известен с високата си точка на топене, той остава стабилен при постоянна топлина.Това отопление активира сензорен слой за газ, което му позволява да реагира по -добре на газовете.Нагревателната намотка осигурява оптимална производителност на сензора, като последователно осигурява термична енергия.

Електродна линия: Електродната линия ефективно предава малките токове от слоя за сензор на газа.Конструиран от платина, ценена за неговата проводимост, тя осигурява точно предаване и измерване на тока.Това ефективно движение на електрон е добро за точността на сензора при откриване на газ.

ЕЛЕКТРОД: Електродът свързва изхода на газовия сензор към линията на електрода.Изработен от злато (Au - Aurum), превъзходен проводник, той осигурява минимално съпротивление и ефективно предаване на тока.Тази връзка е важна за прецизни измервания на концентрацията на газ, което позволява безпроблемен пренос на електрически сигнал от сензорния елемент към изходните клеми.

Тръбна керамика: Тръбната керамика, обикновено изработена от алуминиев оксид (al₂o₃), седи между нагревателната намотка и газовия сензор.Високата му точка на топене поддържа процеса на изгаряне на сензорния слой, поддържайки висока чувствителност и ефективен изходен ток.Тръбната керамика предлага структурна стабилност и топлоизолация, защитавайки вътрешните части на сензора и повишава издръжливостта и работата.

Мреза над сензорния елемент: Металната мрежа покрива сензорния елемент, като екранира чувствителни компоненти от прах и корозивни частици.Тази мрежа предпазва сензора от външни замърсители и поддържа целостта и дълголетието на слоя на сензора на газ.Чрез филтриране на вредни частици мрежата гарантира, че сензорът работи точно и надеждно за дълги периоди.

Как работят газовите сензори?

Основна технология

Газовите сензори използват химирезистор, обикновено приготвен от калай диоксид (SNO2).SNO2 е полупроводник от N-тип, който има много свободни електрони, които са добри за провеждане на електричество.

Функция в чист въздух

В чист въздух кислородните молекули от атмосферата се прикрепят към повърхността на SNO2.Тези кислородни молекули улавят свободни електрони от SNO2, създавайки бариера, която спира токовия поток.Следователно изходът на сензора е нула или на основна линия.

Реакция на токсични или горими газове

Когато са изложени на токсични или горими газове, тези газове реагират с кислорода върху повърхността на SNO2, освобождавайки хванатите електрони.Това увеличение на свободните електрони повишава проводимостта на SNO2.Нивото на тази промяна на проводимостта съответства на концентрацията на газа.

Как да използвам сензор за газ?

Фигура 26: Модул за сензор за газ и 4 терминала

Основният газов сензор има шест терминала: четири за вход/изход (с етикет A, A, B, B) и два за нагряване на бобината (обозначен с H, H).Входните/изходните терминали могат да се използват взаимозаменяемо.Газовите сензори често идват като модули, които включват самия сензор и IC за сравнител.Тези модули обикновено имат четири терминала: VCC (захранване), GND (земята), цифров изход (сигнал, показващ наличието на газ) и аналогов изход (непрекъснато напрежение, показващо концентрация на газ).

Увеличаване на изхода на сензора

Тъй като сензорът за газ сам по себе си произвежда малък изход (в Millivolts), е необходима външна верига за преобразуване на този изход в цифров сигнал.Това преобразуване използва сравнител (обикновено LM393), регулируем потенциометър и допълнителни резистори и кондензатори.LM393 сравнителят взема изхода на сензора, сравнява го с референтно напрежение и осигурява цифров изход.Потенциометърът задава нивото на концентрация на газ, което задейства висока мощност.

Основна схема на схема на модул за газов сензор

Фигура 27: Основна схема на схема на газов сензор в модул за сензор за газ

Веригата на газовия сензор включва входни/изходни терминали (А и В) и нагревател (Н).Нагревателната нагревател трябва да получи достатъчно напрежение, за да активира сензора.Без това входно напрежение изходният ток е незначителен.След като се захранва, сензорният слой може да открие газове.

Няма наличен газ:

Съпротивлението на сензорния слой остава непроменено, което води до минимален изходен ток.

Газ присъства:

Предварителното нагрятата намотка улеснява откриването чрез промяна на съпротивлението на материала, променяйки текущия поток при устойчивост на натоварване (RL).

Стойността на RL, обикновено между 10kΩ до 47kΩ, се калибрира въз основа на желаната чувствителност към концентрацията на газ.Стойностите на по -ниските съпротивления намаляват чувствителността, докато по -високите стойности на устойчивост увеличават чувствителността.Веригата включва също LM393 Op-AMP, който преобразува аналоговия сигнал в цифров.Вграденият 10K потенциометър позволява регулиране на чувствителността на сензорния модул.Два светодиода осигуряват визуални показатели: един за мощност (указвайки захранването на дъската), а един за задействане (указване на зададения праг е достигнат).Разграждането на кондензаторите намалява шума, като гарантира стабилни и точни показания на сензора.

Най -популярните газови сензори

MQ серията полупроводникови газови сензори, включително модели като 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, са добре отчитани за тяхната надеждност и точност в различни приложения.Тези сензори отговарят на широк спектър от екологични и индустриални изисквания.

Фигура 28: Таблица с различни видове сензор за газ

MQ-2: Открива горими газове и дим.

Загрейте сензора за 24 часа.Калибриране с известна концентрация на целевия газ, като 1000 ppm метан.Регулирайте съпротивлението на натоварването въз основа на изходното напрежение.

Наблюдавайте бавното увеличаване на съпротивлението, тъй като вътрешният нагревател се стабилизира.Уверете се, че сензорът се е затоплил напълно, преди да приемате показанията, за да избегнете неточности.

MQ-3: Откриване на алкохолни пари, често се използва при дишане.

Загрейте сензора за поне 48 часа преди първоначалната употреба.Калибрирайте с 0,4 mg/L алкохол във въздуха.Регулирайте резистора на натоварването, за да съответства на конкретни нужди на приложението.

Наблюдавайте отклонението на чувствителността по време на калибриране и регулирайте интервалите въз основа на стабилността.Запишете температурата и влажността на околната среда, тъй като те влияят на точността.

MQ-4: Откриване на метан и природен газ.

Загряване за 24 часа.Калибрирайте в контролирана среда с 5000 ppm метан.Регулирайте съответно резистора на товара.

Отблизо следете времето за реакция.Бавната реакция може да показва проблеми със стабилността на нагревателя или температурата в околната среда.

MQ-5: LPG, природен газ и откриване на въглищни газове.

Подобно на MQ-4, но калибрира за множество газове, използвайки специфични концентрации.

Поддържайте стабилна среда по време на калибриране.Температурните колебания могат да причинят значителни разлики в показанията.

MQ-6: Открива пропан -бутан, бутан, изобутан и пропан.

Загряване и калибриране, както при MQ-5.Осигурете правилна вентилация, за да избегнете опасни концентрации на газ по време на калибриране.

Обърнете внимание на времето за възстановяване на сензора след излагане на високи концентрации на газ.Продължителната експозиция може да насити сензора, изисквайки по -дълъг период на възстановяване.

MQ-7: Откриване на въглероден оксид.

Загряване за 48 часа.Калибрирайте в среда от 100 ppm Co.Регулирайте резистора на товара, за да съответства на желаната чувствителност.

Наблюдавайте поведението при колебателни температури, тъй като сензорите на СО са чувствителни към температурните промени.Приложете алгоритъм за компенсация, ако е необходимо.

MQ-8: Откриване на водороден газ.

Загряване за 24 часа.Калибрирайте в водородна среда с 1000 ppm.Регулирайте устойчивостта на натоварване за оптимална производителност.

Уверете се, че средата на калибриране е без други газове и замърсители, тъй като водородните сензори са силно чувствителни към замърсяване.

MQ-9: Открива въглероден оксид и запалими газове.

Загряване за 48 часа.Калибрирайте отделно за CO и запалими газове, използвайки известни концентрации.Регулирайте резисторите на товара за всяко откриване на газ.

Уверете се, че калибрирането на един газ не пречи на чувствителността към другия.Съсредоточете се върху способността за откриване на двоен газ.

MQ-131: Откриване на озон.

Загряване за 24 часа.Калибрирайте в озонова среда 0,1 ppm.Регулирайте съпротивлението на натоварването съответно.

Редовно проверявайте чувствителността на сензора и калибрирането, тъй като озоновите сензори могат да се влошат с течение на времето с излагане на високи концентрации.

MQ-135: Сензор за качество на въздуха Откриване на NH3, NOx, алкохол, бензол, дим и CO2.

Загряване за 24 часа.Използвайте различни контролирани газови среди, за да калибрирате за всеки конкретен газ.

Поддържайте подробни записи на настройките за калибриране за всеки тип газ.Редовното калибриране е добре за поддържане на точността поради широкия обхват на откриваемите газове.

MQ-136 до MQ-309A: Всеки сензор е насочен към специфични газове и има подобно калибриране, както е описано като MQ-135.

Загрейте за 24 часа и използвайте различни контролирани газови среди, за да калибрирате за всеки специфичен газ.

Разберете специфична чувствителност и кръстосана чувствителност на всеки сензор.Редовната поддръжка, калибриране и контрол на околната среда са от ключово значение за оптималната ефективност.

Приложения на газов сензор

Промишлена безопасност: В индустриалната среда газовите сензори наблюдават токсични газове като въглероден оксид, метан и сероводород.Тези сензори са инсталирани в райони, предразположени към течове, като химически централи, производствени единици и съоръжения за съхранение.Те работят непрекъснато, изпращайки данни в реално време до централна система за управление.Когато нивата на газ надвишават зададените прагове, системата задейства аларми и автоматични изключвания, за да предотврати опасностите.Операторите рутинно калибрират тези сензори, извършвайки полеви проверки и калибриране с нулева обхват, за да се гарантира точността.

Безопасност на домакинствата: Вкъщи сензорите за газ откриват течове на природен газ или пропан, предотвратявайки експлозии или отравяне.Тези сензори често са част от Smart Home Systems, предупреждавайки собствениците на жилища чрез смартфони или се свързват със спешни служби.Обикновено се инсталират в кухни, мазета или близо до газови уреди.Собствениците на жилища трябва редовно да тестват тези устройства и да заменят батериите, колкото е необходимо, за да ги поддържат.

Нефтена и газова промишленост: върху нефтените платформи, газовите сензори наблюдават летливи органични съединения (ЛОС) и други опасни газове.Тези сензори са изградени, за да издържат на сурови офшорни условия, като екстремни температури и влажност.Те са част от по -голяма система за безопасност, която включва вентилационни контроли и механизми за спиране на аварийните ситуации.Ежедневните проверки гарантират, че сензорите не съдържат замърсители и функционират правилно, като корекциите на място са направени с помощта на преносими устройства за калибриране.

Индустрия на гостоприемството: В хотелите газовите сензори прилагат политики за непушачи, като откриват цигарен дим и задействат вентилационни системи или аларми.Дискретно инсталирани в стаи за гости и общи части, тези сензори помагат на управлението на хотела незабавно да се справи с нарушенията и да поддържа среда без тютюнев дим.Редовната поддръжка проверява почистването на сензорите и проверява тяхната чувствителност към димните частици.

Офис среди: В офис сгради сензорите за газ наблюдават качеството на въздуха на закрито, като се фокусират върху замърсители като въглероден диоксид, ЛОС и прахови частици.Интегрирани с HVAC системи, тези сензори регулират въздушния поток, за да осигурят здравословно работно пространство.Мениджърите на съоръжения анализират данните от сензорите, за да оптимизират вентилацията, намалявайки разходите за енергия, като същевременно поддържат качеството на въздуха.Периодичното калибриране и актуализациите на софтуера се извършват, за да се подобри производителността на сензора.

Системи за климатизация: Газовите сензори в климатиците управляват нивата на CO2, подобрявайки качеството на въздуха на закрито.Част от автоматизирана система, те регулират скоростта на вентилация въз основа на концентрациите на CO2 в реално време.Техниците проверяват функционалността на сензора по време на рутинната поддръжка, за да осигурят точни показания и оптимално качество на въздуха.

Системи за откриване на пожар: Газовите сензори в системите за откриване на пожар идентифицират дим и токсични газове като въглероден оксид рано.Те предоставят предупреждения, като позволяват навременна евакуация и мерки за контрол на пожара.Персоналът на пожарната безопасност редовно тества тези системи, като симулира димните условия, за да гарантира отзивчивостта и надеждността на сензора.

Миньорски операции: При добив, газовите сензори откриват опасни газове като метан и въглероден оксид, за безопасност на работниците.Тези сензори са част от мрежова система за безопасност, осигуряваща непрекъснат мониторинг и автоматични корекции на вентилацията.Миньорите също носят преносими детектори за газ като допълнителна мярка за безопасност.Редовното обучение за използване на сензори и процедури за реагиране при аварийни ситуации гарантира готовност.

Анализатори на дишане: Газовите сензори при дишащите анализатори измерват съдържанието на алкохол в кръвта (BAC), като откриват етанол в дъх.Използвани от органите на реда и физическите лица за мониторинг, тези устройства изискват калибриране с известни стандарти за етанол, за да поддържат точността.Потребителите следват строги протоколи, като гарантиране, че устройството е на правилната температура и избягва замърсяването, за да се осигурят надеждни резултати.

Заключение

С напредването на технологиите газовите сензори стават все по -мощни и широки, подобрявайки работата си и ги правят необходими в много райони, включително индустриална безопасност и сигурност на домакинствата.Разбирането на това как работят газовите сензори и как да ги поддържат подчертава техническото им значение и значителния им принос за защита на живота и подобряване на качеството на нашата обкръжение.Независимо дали във фабрики, домове или обществени пространства, сензорите за газ са ключови за по -безопасното, по -здравословно бъдеще.С напредването на технологиите газовите сензори стават все по -напред и добре развити, подобрявайки работата си и ги прави задължителни в много области, включително индустриална безопасност и сигурност на домакинствата.

Често задавани въпроси [FAQ]

1. Какви са сензорите за газ?

Газовият сензор е устройство, което открива наличието и концентрацията на газове във въздуха.Той преобразува химическа информация от газа в електронен сигнал, който може да бъде измерен и анализиран.

2. Каква е целта на газовия сензор?

Основната цел на сензора за газ е да наблюдава и открие течове на газ или наличието на опасни газове.Той помага да се гарантира безопасността чрез осигуряване на ранни предупреждения за опасни нива на газ, предотвратяване на злополуки и гарантиране на спазването на правилата за безопасност.

3. Какви са предимствата на сензора за газ?

Газовите сензори са устройства, които откриват и измерват концентрациите на газ във въздуха, осигурявайки безопасност чрез осигуряване на ранни предупреждения за опасни газове.Те са точни, предлагат точни измервания и повишават безопасността в различни среди чрез ранно откриване.Газовите сензори могат да бъдат интегрирани в автоматизирани системи за непрекъснат мониторинг, намалявайки необходимостта от ръчни проверки и намаляване на разходите за труд.Тяхната гъвкавост им позволява да открият широк спектър от газове, което ги прави подходящи за многобройни приложения, от индустриални централи и мониторинг на околната среда до жилищни безопасни и медицински настройки.Пример е сензор за въглероден оксид в домовете, който сигнализира на пътниците за опасни нива на CO газ.

4. Къде се използват сензори за газ?

Газовите сензори се използват широко в различни индустрии и настройки, включително мониторинг на газове в производствени инсталации, рафинерии и химически предприятия, за да се осигури индустриална безопасност.Измерване на качеството на въздуха и откриване на нивата на замърсяване за опазване на околната среда.Откриване на течове на въглероден оксид и природен газ в домовете за безопасност на жилищата.Мониторинг на дихателните газове в здравните условия.И откриване на газови емисии в превозни средства, за да се гарантира спазването на стандартите за околната среда.

5. Какво е пример за сензор за газ?

Често срещан пример за сензор за газ е сензорът за въглероден оксид (CO), използван в домовете.Този сензор открива Co газ, който е безцветно и без мирис, осигурявайки аларма, когато са налице опасни нива, за да се предотврати отравяне.

6. Как да се работи с газов сензор?

Газовият сензор работи, като е изложен на целеви газ, който взаимодейства с материала за откриване на сензора, причинявайки химическа реакция, която променя свойствата на сензора.Тази промяна се преобразува в електронен сигнал, който след това се обработва и се измерва, за да осигури четим изход, като числова стойност или аларма.Например, сензор за въглероден оксид в дом непрекъснато наблюдава въздуха.Ако се открие CO газ, той реагира със сензора, създавайки електронен сигнал, който задейства аларма, ако нивата на СО са твърде високи, предупреждавайки ви за опасността.