مقارنة فوائد وعيوب العديد من نظريات تشغيل مستشعر كاشف الغاز
أجهزة استشعار الغاز هي الأجهزة الرئيسية المستخدمة للتحقق من تكوين الغاز وتركيزه. تشمل مبادئ عمل أجهزة استشعار الغاز أشباه الموصلات، والاحتراق الحفاز، والتوصيل الحراري، والكيمياء الكهربائية، والأشعة تحت الحمراء، والتأين الضوئي. يتم تقديم مبادئ العمل المختلفة لأجهزة استشعار الغاز على النحو التالي:
1، استشعار الغاز أشباه الموصلات
يتم تصنيعه باستخدام بعض مواد أشباه الموصلات من أكسيد المعدن ومبدأ أن الموصلية تتغير مع تكوين الغاز البيئي عند درجة حرارة معينة.
2، جهاز استشعار غاز الاحتراق الحفاز
هذا النوع من أجهزة الاستشعار عبارة عن طبقة محفزة مقاومة لدرجة الحرارة العالية يتم إعدادها على سطح المقاوم البلاتيني. عند درجة حرارة معينة، تعمل الغازات القابلة للاحتراق على تحفيز الاحتراق على سطحها. الاحتراق هو دالة على تركيز الغازات القابلة للاحتراق مع زيادة درجة حرارة المقاوم البلاتيني وتغير المقاومة
3، استشعار الغاز التوصيل الحراري
كل غاز له الموصلية الحرارية الخاصة به. عندما تختلف الموصلية الحرارية لغازين أو أكثر بشكل كبير، يمكن استخدام عنصر التوصيل الحراري لتمييز محتوى مكون واحد بينهما.
4، استشعار الغاز الكهروكيميائية
يتمتع جزء من غازاته القابلة للاشتعال والسامة والضارة بنشاط كهروكيميائي ويمكن أكسدتها أو استعادتها كهروكيميائيًا. وباستخدام هذه التفاعلات يمكن تمييز مكونات الغاز والتحقق من تركيز الغاز. تنقسم أجهزة استشعار الغاز الكهروكيميائية إلى العديد من الفئات الفرعية
(1) مبدأ أجهزة استشعار الغاز من نوع الخلية الأولية (المعروفة أيضًا باسم أجهزة استشعار الغاز من نوع خلية جافوني، وأجهزة استشعار الغاز من نوع خلية الوقود، وأجهزة استشعار الغاز من نوع خلية الاستشعار الذاتي) يشبه مبدأ البطاريات الجافة، باستثناء أن قطب المنغنيز الكربوني الموجود في يتم استبدال البطارية بقطب غاز. يحتوي هذا النوع من أجهزة استشعار الغاز على نطاق تطبيق ضيق والعديد من القيود.
(2) يعتبر مستشعر الغاز من نوع خلية التحليل الكهربائي المستقر فعالًا جدًا في اكتشاف الغازات التصالحية. يختلف مبدأه عن مستشعر نوع البطارية الأصلي، ويتم تشغيل استجابته الكهروكيميائية بواسطة قوة التيار، مما يجعله مستشعر تحليل كولومب حقيقي. يعد هذا النوع من أجهزة الاستشعار حاليًا هو المستشعر السائد للكشف عن الغازات السامة والضارة.
(3) إن مستشعر الغاز من نوع البطارية بفرق التركيز، مع الغاز الكهروكيميائي النشط على جانبي البطارية الكهروكيميائية، سيشكل بوعي قوة دافعة كهربائية لفرق التركيز. ويرتبط حجم القوة الدافعة الكهربائية بتركيز الغاز. ومن الأمثلة الناجحة على هذا النوع من أجهزة الاستشعار أجهزة استشعار الأكسجين للسيارات وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون من نوع الإلكتروليت الصلب.
(4) مستشعر الغاز من النوع الحالي الشديد، يوجد مستشعر يقيس تركيز الأكسجين. يتم إعداد مستشعر تركيز الأكسجين على أساس مبدأ أن التيار الشديد في المجمع الكهروكيميائي يرتبط بتركيز الناقل، ويستخدم لفحص الأكسجين في سيارات السيدان وفحص تركيز الأكسجين في الفولاذ المنصهر.
5، جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء
إنه ينتمي إلى أجهزة استشعار دقيقة وله خصوصية قياس جيدة. حاليًا، يقوم بشكل أساسي بالكشف عن الهيدروكربونات منخفضة الكربون وثاني أكسيد الكربون.
6، PID جهاز استشعار فوتويون
يوجد مصدر للضوء فوق البنفسجي يمكنه بسهولة اكتشاف الأيونات الموجبة والسالبة الناتجة عن المواد الكيميائية تحت إثارة الكاشف. عندما تمتص الجزيئات الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة، يحدث التأين، وتحت هذا الإثارة، تولد الجزيئات إلكترونات سالبة وتشكل أيونات موجبة. يمكن تضخيم التيار الناتج عن هذه الجسيمات المتأينة بواسطة الكاشف لعرض تركيز مستوى PMM على الجهاز. تتحد هذه الأيونات بسرعة في الجزيئات العضوية الأصلية بعد مرورها عبر الأقطاب الكهربائية.
