المبدأ الفني للكشف عن الغاز
كاشف الغاز هو أداة مصممة خصيصًا للكشف عن التركيز الآمن للغاز. يتمثل مبدأ عمله بشكل أساسي في تحويل الإشارات غير الكهربائية الفيزيائية أو الكيميائية التي يجمعها مستشعر الغاز إلى إشارات كهربائية، ثم تصحيح وتصفية الإشارات الكهربائية المذكورة أعلاه من خلال دوائر خارجية، والتحكم في الوحدات المقابلة من خلال هذه الإشارات المعالجة لتحقيق اكتشاف الغاز . ومع ذلك، فإن جوهر كاشف الغاز هو مكون الاستشعار المدمج. وفقًا للغازات المختلفة التي سيتم اكتشافها، تختلف المبادئ التقنية للكشف. على سبيل المثال، تشمل المبادئ التقنية الشائعة لكاشف الغاز الاحتراق الحفاز، والكيمياء الكهربائية، والأشعة تحت الحمراء، وPID، والتوصيل الحراري، والدليل الموجي البصري، وما إلى ذلك. هل يستطيع الأصدقاء معرفة ما هي الخصائص الوظيفية المختلفة بينهم؟
1. مبدأ تكنولوجيا الاحتراق الحفاز
المبدأ الفني لكاشف غاز الاحتراق الحفاز هو أنه يعتمد مبدأ جسر ويتستون، ويتم إقران عنصر الكشف وعنصر التعويض لتشكيل ذراع واحدة للجسر. عند مواجهة غاز قابل للاحتراق، يحدث احتراق عديم اللهب على سطح الجسم الحساس لعنصر الكشف، وتزداد درجة حرارة الجسم الحساس، وتزداد مقاومة المادة الحساسة لدرجة الحرارة، ويزداد جهد خرج الجسر، مما يزيد يتناسب طرديا مع زيادة تركيز الغاز. يمكن تحديد تركيز غاز الكشف وفقًا لتغير إشارة الخرج لجسر الكشف.
2. مبادئ تكنولوجيا أشباه الموصلات
المبدأ الفني لكاشف غاز أشباه الموصلات هو أنه يغير موصلية أشباه الموصلات عن طريق امتصاص الغاز المراد قياسه، ويثير دائرة الإنذار من خلال مقارنة التغيرات الحالية. يتأثر مستشعر أشباه الموصلات بشكل كبير بالبيئة عند القياس، وبالتالي فإن خطية الإخراج غير مستقرة. بسبب استجابتها الحساسة، تستخدم أجهزة استشعار أشباه الموصلات على نطاق واسع في قياس التسرب الجزئي للغاز.
3. مبدأ التكنولوجيا الكهروكيميائية
يعمل كاشف الغاز الكهروكيميائي من خلال تفاعل الحساس مع الغاز المراد قياسه وتوليد إشارة كهربائية تتناسب مع تركيز الغاز. يتفاعل الغاز المراد قياسه أولاً مع المستشعر من خلال فتحة الشعيرات الدموية الصغيرة، ثم يشكل حاجزًا كارهًا للماء، وفي النهاية يصل إلى سطح القطب الكهربي. ثانيًا، يتم السماح لكمية مناسبة من الغاز بالتفاعل مع قطب الاستشعار لتكوين إشارة كهربائية كافية، مع منع تسرب الإلكتروليت من المستشعر. يتفاعل الغاز المنتشر عبر الحاجز مع قطب الاستشعار، والذي يمكنه اعتماد آلية الأكسدة أو آلية الاختزال.
4. مبدأ تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء
يعتمد المبدأ الفني لكاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء على قانون لامبرت-بير، وقانونه الفيزيائي هو أنه عندما يمر شعاع من الضوء أحادي اللون الموازي عموديًا عبر مادة ماصة للضوء موحدة وغير متناثرة، فإن امتصاصه يتناسب طرديًا مع تركيزه. من مادة ماصة للضوء وسمك طبقة الامتصاص. الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء الشائع الاستخدام لكاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء هو 2 ~ 12 ميكرومتر. ببساطة، مبدأ كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء هو أن الغاز المراد قياسه يمر بشكل مستمر عبر حاوية ذات طول وحجم معين، ويتم حقن شعاع من ضوء الأشعة تحت الحمراء من أحد الوجهين النهائيين النفاذين للضوء للحاوية، ومن ثم يتم قياس شدة إشعاع ضوء الأشعة تحت الحمراء في الوجه الطرفي الآخر. وأخيرا يمكن معرفة تركيز الغاز المراد قياسه من خلال النسبة المباشرة بين امتصاص الأشعة تحت الحمراء وتركيز المواد الممتصة للضوء.
5. مبدأ التكنولوجيا PID
المبدأ الفني لكاشف الغاز PID للأيونات الضوئية هو أنه يمكن اكتشافه بسهولة بواسطة كاشف من خلال مصدر ضوء فوق بنفسجي، والأيونات الموجبة والسالبة الناتجة عن المواد الكيميائية تحت إثارته. يحدث التأين عندما تمتص الجزيئات الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة. وفي ظل هذا الإثارة، تولد الجزيئات إلكترونات سالبة وتشكل أيونات موجبة. يمكن تضخيم التيار الناتج عن هذه الجسيمات المتأينة بواسطة الكاشف، ويمكن عرض تركيز جزء في المليون على الخارج. بعد مرورها عبر القطب، تتحد هذه الأيونات بسرعة معًا وتصبح الجزيئات العضوية الأصلية معًا. لن تتضرر الجزيئات في هذه العملية.
6. مبدأ تكنولوجيا التوصيل الحراري
كاشف الغاز بالتوصيل الحراري هو مبدأ كشف جديد لقياس الغاز القابل للاحتراق، والذي يقوم بشكل أساسي بتحليل تركيز الغاز المقاس عن طريق قياس تغير التوصيل الحراري للغاز المختلط. عادة، يتم تحويل اختلاف التوصيل الحراري لمستشعر غاز التوصيل الحراري إلى تغير المقاومة من خلال الدائرة. طريقة الكشف التقليدية هي إرسال الغاز المراد قياسه إلى غرفة الغاز، ويكون مركز غرفة الغاز عبارة عن الثرمستور، مثل الثرمستور أو سلك البلاتين أو سلك التنغستن، والذي يتم تسخينه إلى درجة حرارة معينة لتحويل التغير من التوصيل الحراري للغاز المختلط إلى تغير مقاومة الثرمستور، ويمكن قياس تغير المقاومة بسهولة ودقة.
