Išsamiai paaiškinkite dujų detektoriaus aptikimo principą.
Dujų detektorius yra prietaisas, specialiai sukurtas saugiai dujų koncentracijai aptikti. Jo veikimo principas daugiausia yra paversti fizinius ar cheminius neelektrinius signalus, kuriuos surinko dujų jutiklis, į elektrinius signalus, tada ištaisyti ir filtruoti aukščiau nurodytus elektrinius signalus per išorines grandines ir valdyti atitinkamus modulius šiais apdorotais signalais, kad būtų galima aptikti dujas. . Tačiau dujų detektoriaus šerdis yra įmontuoti jutiklio komponentai. Atsižvelgiant į skirtingas aptiktas dujas, aptikimo technologijos principai skiriasi, o principai daugiausia skirstomi į šias šešias kategorijas:
1) katalizinio degimo principas:
Katalizinio degimo jutiklis naudoja katalizinio degimo šiluminio efekto principą, kad sudarytų matavimo tiltelį. Esant tam tikroms temperatūros sąlygoms, aptikimo elemento nešiklio paviršiuje ir veikiant katalizatoriui degiosios dujos dega be liepsnos ir didėja nešiklio temperatūra, atitinkamai didėja ir per jį einančios platinos vielos varža, todėl kad pusiausvyros tiltelis praranda pusiausvyrą ir duoda elektrinį signalą, proporcingą degiųjų dujų koncentracijai. Išmatavus platinos vielos varžos pokytį, galima sužinoti degiųjų dujų koncentraciją.
Jis daugiausia naudojamas degių dujų aptikimui, turintis gerą išėjimo signalo tiesiškumą, patikimą indeksą, prieinamą kainą ir be kryžminės infekcijos su kitomis nedegiomis dujomis.
2) infraraudonųjų spindulių principas:
Infraraudonųjų spindulių jutiklis nuolat praleidžia matuojamas dujas per tam tikro ilgio ir tūrio indą ir skleidžia infraraudonųjų spindulių spindulį iš vieno iš dviejų šviesai pralaidžių talpyklos galinių paviršių. Kai infraraudonųjų spindulių jutiklio bangos ilgis sutampa su matuojamų dujų sugerties linija, infraraudonųjų spindulių energija sugeriama, o infraraudonųjų spindulių šviesos intensyvumo susilpnėjimas, praeinantis pro matuojamas dujas, atitinka Lambert-Beer dėsnį. Kuo didesnė dujų koncentracija, tuo didesnis šviesos susilpnėjimas. Šiuo metu infraraudonųjų spindulių sugertis yra tiesiogiai proporcinga šviesą sugeriančių medžiagų koncentracijai, todėl dujų koncentraciją galima išmatuoti matuojant infraraudonųjų spindulių slopinimą dujomis.
Infraraudonųjų spindulių dujų jutiklis pasižymi ilgu tarnavimo laiku (3-5 metų), dideliu jautrumu, geru stabilumu, ne toksiškumu, mažiau trukdo aplinkai ir nėra priklausomas nuo deguonies ir kt. Infraraudonųjų spindulių dujų jutiklis turi didelį stebėjimo jautrumą , ir gali tiksliai atskirti net mikro-PPB arba mažos koncentracijos PPM dujas. Matavimo diapazonas yra platus, paprastai galima analizuoti 100% VOL didelės koncentracijos dujas, taip pat galima atlikti 1ppb lygio mažos koncentracijos analizę.
3) Elektrocheminis principas:
Elektrocheminis jutiklis paprastai susideda iš trijų dalių: elektrodas, elektrolitas ir puslaidininkinis elektrodas yra pagrindinės jutiklio dalys, pagamintos iš metalo arba puslaidininkių medžiagų ir galinčios chemiškai reaguoti su dujų molekulėmis. Elektrolitas yra laidus skystis, galintis sujungti elektrodus su puslaidininkiais ir sudaryti visą grandinę. Puslaidininkis yra speciali medžiaga, galinti srovės signalą tarp elektrodo ir elektrolito paversti skaitmeniniu signalu, taip realizuojant dujų koncentracijos aptikimą.
Elektrocheminio dujų jutiklio veikimo principas pagrįstas redokso reakcija. Kai dujų molekulės liečiasi su elektrodo paviršiumi, jose vyksta redokso reakcija ir generuojami srovės signalai. Šis srovės signalas gali būti perkeltas į puslaidininkį per elektrolitą ir paverčiamas skaitmeniniu signalu. Skaitmeninis signalas yra proporcingas dujų koncentracijai, todėl dujų koncentraciją galima nustatyti išmatuojant skaitmeninį signalą.
Daugiausia naudojamas toksiškoms dujoms aptikti, pasižymi dideliu jautrumu, greita reakcija, geru patikimumu ir ilgu tarnavimo laiku. Jis gali aptikti įvairias dujas, tokias kaip anglies monoksidas, anglies dioksidas, deguonis, azotas ir pan. Jis plačiai naudojamas pramonės, medicinos, aplinkos apsaugos ir kitose srityse.
4) PID fotojonizacijos principas:
PID principas yra tas, kad organinės dujos jonizuojasi sužadinant ultravioletinės šviesos šaltinį. PID naudojama UV lempa, o organinės medžiagos jonizuojamos UV lempos sužadinimo metu, o jonizuoti „fragmentai“ turi teigiamus ir neigiamus krūvius, todėl tarp dviejų elektrodų susidaro srovė. Detektorius sustiprina srovę, o LOJ dujų koncentracija gali būti rodoma naudojant prietaisus ir įrangą.
Jis daugiausia naudojamas naftos perdirbimo pramonės stebėjimui, pavojingų cheminių medžiagų nuotėkio skubiam gydymui, nuotėkio pavojaus zonos nustatymui, naftos rezervuarų ir degalinių saugos stebėjimui bei organinių medžiagų emisijos ir valymo efektyvumo stebėjimui.
5) Šilumos laidumo principas:
Išmatuotų dujų koncentracija analizuojama daugiausia matuojant sumaišytų dujų šilumos laidumo pokytį. Paprastai šilumos laidumo dujų jutiklio šilumos laidumo skirtumas paverčiamas varžos pokyčiu per grandinę. Tradicinis aptikimo metodas yra išmatuotinų dujų siuntimas į dujų kamerą, o dujų kameros centras yra termistorius, pvz., termistorius, platinos viela arba volframo viela, kuri kaitinama iki tam tikros temperatūros, kad būtų konvertuojamas pokytis. sumaišytų dujų šilumos laidumą į termistoriaus varžos pokytį, o varžos pokytį galima lengvai ir tiksliai išmatuoti.
6) puslaidininkio principas:
Puslaidininkių dujų jutiklis pagamintas naudojant dujų oksidacijos-redukcijos reakciją ant puslaidininkio paviršiaus, kad būtų pakeista jautraus elemento varžos vertė. Puslaidininkinį įtaisą įkaitinus iki stabilios būsenos, dujoms kontaktuojant su puslaidininkio paviršiumi ir adsorbuojant, adsorbuotos molekulės pirmiausia laisvai difunduoja objekto paviršiuje, prarasdamos judėjimo energiją, kai kurios molekulės išgaruoja, o kitos. likusios molekulės termiškai skaidomos ir adsorbuojamos objekto paviršiuje. Kai puslaidininkio darbo funkcija yra mažesnė už adsorbuotų molekulių afinitetą, adsorbuotos molekulės pašalins elektronus iš įrenginio ir taps neigiama jonų adsorbcija, o puslaidininkio paviršiuje atsiranda krūvio sluoksnis.
