مقدمة لأجهزة الاستشعار شائعة الاستخدام لأجهزة كشف الغاز
الجزء الأساسي من كاشف الغاز هو مستشعر الغاز، والذي يختلف وفقًا لمبادئ الكشف عن الغاز المختلفة. تشتمل مستشعرات الغاز الشائعة على مستشعرات الأيونات الضوئية PID، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، وأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، وأجهزة استشعار الاحتراق الحفاز، وأجهزة استشعار أشباه الموصلات.
1، مبدأ الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الغاز
المبدأ: مبدأ الأشعة تحت الحمراء غير الطيفية: تستخدم مستشعرات NDIR قانون Beer Lambert لامتصاص الأشعة تحت الحمراء، مما يعني أن الغازات المختلفة تمتص أطوال موجية محددة من الضوء، وتتناسب شدة الامتصاص بشكل مباشر مع تركيز الغاز لتحقيق الكشف. هو تطبيق مرشحات لتقسيم ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى نطاق صغير من الخطوط الطيفية المطلوبة، ويقوم الغاز المكتشف بامتصاص هذا النطاق الصغير من الخطوط الطيفية.
المزايا: موثوقية عالية، انتقائية جيدة، دقة عالية، عدم وجود سمية، تدخل أقل من البيئة، عمر طويل، وعدم الاعتماد على الأكسجين.
العيوب: بسبب التأثير الكبير للرطوبة، فإن أنواع الغاز المكتشفة محدودة. حاليًا، يتم استخدامها بشكل أساسي في الغازات مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وسادس فلوريد الكبريت وثاني أكسيد الكبريت والهيدروكربونات.
2، مبادئ أشباه الموصلات للكشف عن الغاز
المبدأ: يتم تصنيع أجهزة استشعار الغاز شبه الموصلة باستخدام مبدأ أن مقاومة بعض مواد أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد الفلز تختلف باختلاف تركيبة الغاز البيئي عند درجة حرارة معينة. على سبيل المثال، يتم إعداد مستشعر الكحول باستخدام مبدأ أنه عندما يواجه ثاني أكسيد القصدير غاز الكحول في درجات حرارة عالية، فإن المقاومة ستنخفض بشكل حاد.
المزايا: تتميز بمزايا التكلفة المنخفضة، والتصنيع البسيط، والحساسية العالية، وسرعة الاستجابة السريعة، وعمر الخدمة الطويل، وحساسية الرطوبة المنخفضة، والدائرة البسيطة.
العيوب: ضعف الاستقرار، والتأثير البيئي الكبير، خاصة أن انتقائية كل مستشعر ليست فريدة من نوعها، ولا يمكن تحديد معلمات الإخراج. ولذلك، فهو غير مناسب للاستخدام في الأماكن ذات متطلبات القياس الدقيقة، وخاصة للاستخدام المدني.
3، مبدأ الاحتراق الحفاز لأجهزة الكشف عن الغاز
المبدأ: مستشعر الاحتراق الحفاز عبارة عن طبقة محفزة مقاومة لدرجة الحرارة العالية يتم إعدادها على سطح المقاوم البلاتيني. عند درجة حرارة معينة، تحفز الغازات القابلة للاحتراق الاحتراق على سطحه، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المقاوم البلاتيني وتغير المقاومة. التغير في المقاومة هو دالة على تركيز الغازات القابلة للاحتراق.
المزايا: تقوم أجهزة استشعار غاز الاحتراق الحفاز بالكشف بشكل انتقائي عن الغازات القابلة للاحتراق: أيًا كان ما لا يمكن حرقه، فلن يستجيب المستشعر. استجابة سريعة وعمر افتراضي أطول وأقل تأثراً بدرجة الحرارة والرطوبة والضغط. يرتبط مخرجات أجهزة الاستشعار ارتباطًا مباشرًا بخطر الانفجار البيئي، وهي نوع مهيمن من أجهزة الاستشعار في مجال الكشف عن السلامة.
العيب: في نطاق الغازات القابلة للاحتراق، لا توجد انتقائية. أجهزة الاستشعار عرضة للتسمم، ومعظم الأبخرة العضوية الأولية لها تأثيرات سامة على أجهزة الاستشعار.
4، مبدأ PID للكشف عن الغاز
المبدأ: يتكون PID من مصدر ضوء مصباح الأشعة فوق البنفسجية وغرفة أيون، والتي تحتوي على أقطاب كهربائية موجبة وسالبة لتشكيل مجال كهربائي. تحت إشعاع مصباح الأشعة فوق البنفسجية، يتأين الغاز المراد اختباره لتوليد أيونات موجبة وسالبة، مما يشكل تيارًا بين الأقطاب الكهربائية، ويضخم إشارة الخرج
المزايا: حساسية عالية، لا توجد مشاكل تسمم.
العيوب: لا توجد انتقائية، وتتأثر بشكل كبير بالرطوبة، وقصر عمر مصابيح الأشعة فوق البنفسجية، وارتفاع الأسعار.
