Газовые принципы

Pellistor

Принцип

Pellistor основан на двух тонких платиновых проводах в алюминиевых ложах, соединенных с мостом Уитсона. Один слой покрыт специальным катализатором, инициирующим окисление горючих газов (паров), другой слой модифицирован для торможения окисления. Каталитический слой повышает температуру в процессе окисления в присутствии горючих газов (паров). Процесс окисления повышает температуру слоя с катализатором, что вызывает повышение стойкости. Результатом этого состояния является дисбаланс моста.

Выгоды

• Линейный выход до 100 % нижнего предела взрываемости
• Дешевый и стабильный датчик
• Быстрое время отклика (< 10 с)
• Рабочая температура: от -40 до +60°C

Слабые стороны

• Склонны к отравлению и снижению чувствительности
• Требуемая атмосфера с содержанием кислорода выше 10% об.
• Отравленный датчик дает выходной сигнал, аналогичный датчику при нулевой концентрации - требуется регулярная подача поверочного газа
• Более высокое энергопотребление

Электрохимический датчик

Принцип

Система электрохимический элемент 2, 3 соответственно. Четыре электроды, помещенные в гель электролита. Область с электролитом и электродами отделена от окружающей атмосферы диффузионного барьера. Молекулы ТУ пройти через измеряемым газом, который вступает в реакцию с электролитом. В электродов происходит окисление и восстановление реакции, что приводит к изменению потенциала клеток. Увеличение концентраций газа увеличивается и потенциал.

Льготы

• Для "нормальной" газ является надежным и недорогие изделия

Недостатки

• Длинный ответ (в некоторых случаях это также мин)
• Высокая цена на специальных газов
• Возможность ущерба от высокой концентрации газа
• Кросс помех (для датчика озона также эффект воздушного потока, температуры и влажности)

Photoionization detector

Принцип

Детектор фотоионизации (ФИД) использует источник ультрафиолетового (УФ) света для ионизации химических веществ до положительных и отрицательных ионов, которые можно легко подсчитать с помощью детектора. Ионизация происходит, когда молекула поглощает световую энергию. Газ становится электрически заряженным. Эти заряженные частицы производят ток, который затем усиливается и отображается на счетчике как «ppm» или даже «ppb».

Выгоды

• современный тип (3D) не подвержен изменениям температуры и влажности
• один детектор может обнаруживать широкий спектр газов
• высокая чувствительность (частей на миллиард)
• быстрый отклик (< 3 с)
• высокая точность на очень низких уровнях

Слабые стороны

• низкая селективность для большинства соединений

Infrared

Принцип

Инфракрасный детектор (ИК) использует способность газов с двумя или более атомами поглощать инфракрасный (ИК) свет, например, двуокись углерода, метан. Инфракрасные детекторы используют определенные длины волн, соответствующие вибрации или вращению связи между двумя атомами в молекуле газа. Чем выше концентрация газа, тем ниже ИК-сигнал (приблизительно логарифмическая функция).

Выгоды

• Не требует кислорода для измерения
• Невозможно повредить каталитическими ядами
• Предупреждение о загрязнении оптики
• Работает до 80% затемнения оптики
• Хорошая селективность

Слабые стороны

• Более высокие затраты

TCD

Принцип

Детекторы газа TC, иногда называемые катарометрами, работают путем сравнения теплопроводности образца с теплопроводностью эталонного газа (обычно воздуха). Нагретый термистор или платиновая нить монтируются так, чтобы они подвергались воздействию образца, а другая, действующая в качестве эталона, заключена в герметичный отсек.

Если образец имеет более высокую теплопроводность, чем эталон, тепло теряется от открытого элемента, и его температура снижается, в то время как, если теплопроводность ниже, чем у эталона, температура открытого элемента увеличивается. Эти изменения температуры вызывают изменения электрического сопротивления, которые измеряются с помощью мостовой схемы.

Из-за того, что для нагрева этих датчиков требуется большое количество энергии, их необходимо монтировать во взрывонепроницаемом корпусе, как и пеллисторы. Точный механизм, который происходит, довольно сложен, потому что теплопроводность газов зависит от температуры, и конвекция, а также проводимость играют роль. Хотя большинство газов имеют линейный выходной сигнал, это не всегда так.

Выгоды

• Подходит для бинарных смесей
• Быстрый ответ

Слабые стороны

• Зависит от температуры (длительное время уравновешивания)
• Не применимо для более сложных газовых смесей
• Газы с коэффициентом теплопроводности меньше единицы измерить труднее, отчасти потому, что водяной пар может вызывать помехи.
• Газы с коэффициентами теплопроводности, близкими к единице, не могут быть измерены (CO, O ₂ , N ₂ , NH ₃ )