Вступ до газових датчиків: будівництво, типи та робота

Датчики газу - найкращі пристрої в сучасних технологіях, моніторинг та виявлення різних газів у безлічі середовищ.Їх здатність перетворювати рівень газу в електричні сигнали за допомогою фізичних або хімічних реакцій робить їх цінними для застосувань, починаючи від промислової безпеки до безпеки домогосподарств.

У цій статті розглядаються різні типи датчиків газу, вивчаючи їх принципи роботи, переваги та обмеження.Вивчаючи компоненти та функціональні можливості цих датчиків, зокрема широко використовуваних датчиків газового оксиду металу, ми можемо оцінити їх значення у забезпеченні безпеки, підтримці якості повітря та підтримці різних промислових процесів.Розуміння практичного використання, калібрування та обслуговування цих датчиків підвищує їх надійність та точність, що робить їх найкращими інструментами як у професійних, так і в домашніх умовах.

Каталог

Малюнок 1: Датчик газу

Що таке датчик газу?

Датчик газу - це пристрій, призначений для виявлення наявності або концентрації газів у навколишньому середовищі.Він діє шляхом вимірювання змін опору його внутрішнього матеріалу, що генерує різницю напруги.Ця різниця напруги допомагає визначити та оцінити тип та кількість присутнього газу.Конкретні гази, які датчик може виявити, залежить від матеріалу, з якого він виготовлений.

Датчики газу перетворюють рівень газу в електричні сигнали за допомогою фізичних або хімічних реакцій.Ці сигнали обробляються для надання читабельних даних.Вони особливо корисні для виявлення токсичних та шкідливих газів, а також витоків природного газу.Датчики газу вимірюють горючі, легкозаймисті та токсичні гази та навіть рівень кисню, що робить їх корисними для безпеки та моніторингу якості повітря.

Стандарт для продуктивності датчика газу

Вибираючи датчики газу, необхідно ретельно оцінити кілька ключових специфікацій вимірювання, щоб забезпечити їх ефективність та точність у застосуванні газу.Ці специфікації є критеріями продуктивності датчика, особливо в умовах, де безпека є головним пріоритетом та в системах управління процесами.

Час відповіді

Час відповіді - це інтервал між початковим контактом газу з датчиком та подальшою обробкою сигналу датчика.Цей параметр, що потребує негайного виявлення газу для запобігання небезпечних випадках або підтримці цілісності процесу.Коротші часи відповіді є кращими в середовищах, де швидке виявлення може зменшити ризики, такі як хімічні рослини або обмежені простори з потенційними витоком газу.У практичних операціях датчик газу з часом відповіді менше 10 секунд ідеально підходить для виявлення раптових витоків.Це дозволяє здійснювати швидкі дії реагування, як -от евакуація або відключення системи.

Малюнок 2: Час відновлення датчика газу

Відстань виявлення

Відстань виявлення - це максимальний діапазон, в якому датчик може ефективно виявляти газ з його джерела або витоку.Ця специфікація диктує, де слід розміщувати датчики для забезпечення комплексного моніторингу.У великих промислових установах датчики повинні бути стратегічно розміщені для покриття всього об'єкта, гарантуючи, що навіть незначні викиди газу виявляються до переходу до небезпечних рівнів.Наприклад, датчики з відстані виявлення 1-2 метрів часто розміщуються поблизу потенційних точок витоку, тоді як ті, що мають більший діапазон (до 10 метрів), можуть стежити за більш широкими ділянками з центральних місць.

Витрата

Малюнок 3: Схематична ілюстрація датчика потоку газу

Швидкість потоку являє собою об'єм повітря або газу, який повинен протікати через датчик для генерування помітного сигналу.Щоб гарантувати точні показання концентрації газу, цю швидкість потрібно встановити належним чином.Неадекватні швидкості потоку можуть призвести до затримки виявлення або помилкових позитивних результатів, компрометування безпеки та ефективності експлуатації.Оператори можуть регулювати вентиляційні системи або використовувати допоміжні вентилятори для підтримки оптимальних швидкостей потоку в датчиках.Забезпечення витрат від 0,5 до 2 літрів на хвилину через датчик може значно підвищити точність виявлення в середовищах із змінними умовами повітряного потоку.

Параметр виходу датчика

Датчики газу вимірюють та звітують, виявлені газами в різних форматах для задоволення різних потреб моніторингу.

Відсоток LEL (нижча межа вибухівки)

Вимірює найменшу концентрацію горючого газу, який може підтримувати полум'я при змішуванні з повітрям і запаленим.Необхідна для безпеки в середовищах з вибухонебезпечними газами.Зчитування 0% LEL вказує на відсутність газу, тоді як 100% LEL означає, що концентрація газу досягла своєї легкозаймистої межі, створюючи значний ризик вибуху.Оператори контролюють LEL, щоб забезпечити, щоб рівень газу залишався нижче небезпечних порогів.Регулярні перевірки та негайні дії щодо високих читань для запобігання нещасних випадків.

Відсотковий обсяг

Обчислює об'єм розчиненого розчиненого, поділеного на загальний об'єм усіх компонентів, помножений на 100%.Рідше для виявлення газу, але корисне для застосувань, що включають взаємодію газо-рідини.Точне вимірювання концентрації газу в рідких сумішах допомагає в контролі якості та оптимізації процесів.

Частини на мільйон (промір)

Вимірює концентрацію газу в проміле, що дозволяє точно контролювати дуже низький рівень газу.Необхідні для виявлення мікроелементів для моніторингу навколишнього середовища та контролю якості.Постійний моніторинг забезпечує дотримання правил безпеки та навколишнього середовища.Невеликі коливання відстежуються для виявлення потенційних проблем на початку.

Вимірювання витоку (мл/хв)

Вказує швидкість, з якою газ витікає з системи.Це допомагає визначити та кількісно визначити витоки.Використовуючи цю інформацію, оператори можуть забезпечити цілісність системи, уникати великих втрат та здійснювати технічне обслуговування та ремонт.

Вимірювання споживання (мл/л/год.)

Відображає швидкість, з якою вживаються газ у процесі.Наприклад, відмінно підходить для використання в промислових процесах та біологічних дослідженнях.Можна визначити неефективність та оптимізувати процеси, стежачи за швидкістю споживання газу.

Вимірювання щільності (мг/м³)

Забезпечує розуміння фізичних властивостей газу в заданому обсязі.Корисно в контролі забруднення та оцінці якості повітря.Забезпечує дотримання стандартів навколишнього середовища та СНІДу у розробці ефективних стратегій контролю забруднення.

Вимірювання підписів або спектрів

Пропонує спектральний підпис присутніх газів, часто відображений як хроматограма.Використовується в передових аналітичних методах, таких як газова хроматографія.Детальний аналіз складу та концентрації газу допомагає визначити забруднення та забезпечити чистоту продукту.

Ці сигнали обробляються для надання даних у режимі реального часу щодо концентрації газу, що допомагає автоматизованим системам управління.

Загальний Вихідні сигнали від датчиків газу	Функції
Аналогова напруга	безперервний електричний сигнал Представлення змінної інформації
Пульсові сигнали	Короткі вибухи енергії, що використовуються для часу та синхронізація
Аналогові течії	електричні струми, що змінюються за величиною передати інформацію
Перемикання або реле виходи	механізми, які відкривають або закривають ланцюги керувати електричним потоком

Графік 1: Вихідний сигнал датчика газу та функції

Типи датчика газу на основі принципів роботи

Датчики газу класифікуються за їх принципами роботи.Кожен тип має чіткі характеристики, переваги та недоліки, що робить їх придатними для різних застосувань та середовищ.

Напівпровідник / датчик газового датчика на основі оксиду металу

Малюнок 4: Схематичний напівпровідник / деталі газового датчика на основі оксиду металу

Малюнок 5: Напівпровідниковий датчик газу фактично

Ці датчики ідентифікують гази, відстежуючи варіації стійкості напівпровідника, коли він контактує з газами.Зазвичай вони включають компонент зондування оксиду металу, як -от олов'яний діоксид (SNO2), розміщений на підкладці, оснащеній електродами та нагрівальним елементом.Пористий характер шару оксиду металу збільшує площу поверхні, доступну для газових взаємодій.Оскільки гази адсорбовані на цей шар, в електричній провідності сенсор відбуваються зміни, що, в свою чергу, змінює його опір.Ці датчики особливо чутливі до різноманітного масиву газів і є рентабельними для виготовлення.Тим не менш, вони потребують звичайної калібрування, і на їх продуктивність впливає температура та вологість.

Переваги:

• Проста структура

• Низька вартість

• Висока чутливість до виявлення

• Швидка швидкість реакції

Недоліки:

• Невеликий діапазон вимірювання

• впливає інші гази та температура

Електрохімічний датчик газу

Малюнок 6: Схематичні електрохімічні деталі датчика

Малюнок 7: Приклад електрохімічного датчика для токсичного та легкозаймистого виявлення газу

Електрохімічні датчики кількісно оцінюють концентрацію газів шляхом окислення або зменшення цільового газу в електроді та запису струму, який генерує цей процес.Ці пристрої мають робочі, лічильники та еталонні електроди, занурені в електроліт, все, що містяться в невеликому корпусі, що включає газопроникну мембрану.Гази проходять через цю мембрану і беруть участь у окислювально -відновлювальній реакції на робочому електроді, виробляючи струм, який безпосередньо пропорційний концентрації газу.Відомі своєю винятковою специфікою та точністю, ці датчики можуть бути порушені наявністю інших газів і, як правило, мають кінцевий оперативний термін експлуатації через поступове виснаження їх активних матеріалів.

Переваги:

• Швидкий час реагування

• Хороший лінійний вихід

• Висока точність

Недоліки:

• Потрібне середовище багате на кисень

• Споживайте рідкі електроліти

• Сприймані до змін температури, вологості та тиску

Непрофесійний інфрачервоний (NDIR) датчик газу

Малюнок 8: Схематичні частини датчика NDIR

Малюнок 9: Фактичний датчик NDIR

Датчики NDIR використовують інфрачервоне світло джерело та детектор для визначення концентрації газу через інфрачерво поглинання.Вони оснащені джерелом інфрачервоного світла, камерою для газу Зразки, фільтр довжини хвилі та інфрачервоний детектор.Як гази поглинають Особливі довжини хвилі інфрачервоного світла, детектор датчика кількісно оцінює ступінь цього поглинання для оцінки концентрації газу.Ці датчики можуть похвалитися Висока точність і довговічність, і не сприйнятливі до отруєння датчиком. Однак вони, як правило, дорогі і обмежуються виявленням газів, які поглинають інфрачервоне світло.

Переваги:

• вимірює такі гази, як CO2

• Не потребує кисню

• Можливість концентрації високої вимірювання

• Хороша стабільність та низькі витрати на обслуговування

Недоліки:

• Високе споживання електроенергії

• Дорогий

• Складні вимоги до структури та програмного забезпечення/обладнання

Датчик каталітичного газу

Малюнок 10: Схематичні частини каталітичного датчика

Малюнок 11: Приклад каталітичного датчика

Каталітичні датчики ідентифікують легкозаймисті через каталітичну намистину, яка змінює його резистентність під час окислення газу.Ці Датчики включають зондування з чутливою намистом, що покрита каталізатором Елемент, розташований у конфігурації мосту пшеничного мосту в захисних умовах кожухи.Окислення горючих газів на поверхні каталізатора виробляє Тепло, що призводить до зміни опору, виявленої ланцюгом.Ефективний у що швидко виявляючи низькі концентрації газу, ці датчики потребують Наявність кисню і може бути порушена специфічними хімічними речовинами.

Переваги:

• Сильна опір суворого клімату та отруйних газів

• Довгий термін служби

• Низькі витрати на обслуговування

Недоліки:

• Ризик вибуху або пожежі в темних умовах

• сприйнятливі до отруєння сульфідними та галогенними сполуками

• Більші помилки в середовищах з низьким вмістом кисню

Детектор фотоіонізації (PID)

Малюнок 12: Схематичні деталі PID

Малюнок 13: Приклад PID

Детектори фотоіонізації (PID) використовують Ультрафіолетове світло до іонізованих газів і виміряйте електричний струм цими іонами для оцінки концентрації газу.Система містить ультрафіолетову лампу, іонізаційна камера та електроди.Іонізація молекул газу викликає Електричний струм по електродах, який безпосередньо корелює з Концентрація летких органічних сполук (ЛОС).PID пропонують високу чутливість для ЛОС та можливостей швидкого виявлення, хоча вони дорогі та їхня діяльність можуть впливати змінні навколишнього середовища, такі як вологість та температура.

Переваги:

• Висока чутливість

• Немає проблем з отруєнням

• Може виявити понад 400 видів летких органічних газів

Недоліки:

• Висока вартість заміни лампи

• Неможливо виміряти повітря, токсичні гази або природний газ

Теплопровідність датчик газу

Малюнок 14: Схематичні частини датчика теплопровідності

Малюнок 15: Приклад датчика теплопровідності

Оцінюють датчики теплопровідності Варіації теплопровідності внаслідок різних газів.Ці датчики зазвичай включають два теплові елементи, такі як термістори або теплові Провідники, розташовані в конфігурації мостового ланцюга.Один елемент піддається до цільового газу, а інші інтерфейси з еталонним газом.Зміна Газовий склад змінює теплопровідність навколо датчика, впливаючи його температура та опір.Потім ця зміна кількісно визначається ланцюгом. Ці пристрої прості, надійні та здатні виявити багато газів, Хоча вони пропонують меншу чутливість і сприйнятливі до змін навколишнього середовища температура.

Переваги:

• Широкий діапазон виявлення

• хороша робоча стабільність

• Довгий термін служби

• Немає проблем із старінням каталізатора

Недоліки:

• Погана точність виявлення

• Низька чутливість

• сприйнятливий до температурного дрейфу

Аналізатор газового хроматографа

Рисунок 16: Схематичні частини аналізатора газового хроматографа

Малюнок 17: Аналізатор газового хроматографа фактичний

Аналізатори газової хроматографії розрізняють і кількісно оцінити компоненти газової суміші за допомогою різноманітних детекторів.Вони складаються з інжектора, хроматографічної колони, газової системи та a Детектор, всі розміщені в контрольованій обстановці.Введені зразки газу через інжектор до стовпця, де вони розділені відповідно до того, як Вони взаємодіють з матеріалом стовпчика.Потім відокремлені компоненти виявлено та вимірюється детектором.Ці аналізатори пропонують високу точність і Може проаналізувати складні суміші, але вони дорогі, попиту експерта, і є більш громіздкими порівняно з іншими датчиками газу.

Переваги:

• Висока чутливість

• Підходить для аналізу мікро- та слідів

• Можна проаналізувати складні багатофазні гази

Недоліки:

• Не вдається досягти безперервного вибірки та аналізу

• Більш підходить для лабораторного аналізу, ніж моніторинг газу промислового поля

Датчик газу на основі ємності

Малюнок 18: Схематичні деталі датчика на основі ємності

Малюнок 19: Датчик на основі ємності

Датчики ємності ідентифікують зрушення в Ємність внаслідок змін у діелектричній константі газового поглинання на поверхню датчика.Ці датчики складаються з конденсатора, який Включає діелектричний матеріал, що реагує на цільовий газ, як правило, розроблений на платформі MEMS для підвищення компактності.Поглинання газових молекул змінює діелектричну константу, що призводить до зміни ємності, яка є потім кількісно визначено.Хоча ці датчики є винятково чутливими та ідеальними для Виявляючи вологу, вони сприйнятливі до впливу на навколишнє середовище, таких як температура.

Переваги:

• Висока чутливість

• Швидкий час реагування, підходить для моніторингу в режимі реального часу

• Низьке споживання електроенергії

Недоліки:

• Довгострокові проблеми стабільності

• Перехресна чутливість до інших газів

• Обмежені діапазони виявлення

Акустичні датчики газу

Рисунок 20: Схематичні частини датчика газу на основі акустики

Малюнок 21: Актуальні датчики газу на основі акустичної

Акустичні датчики працюють на основі концепція, що змінюється в складі газу, впливає на швидкість звуку в межах суміш.Вони оснащені передавачем звукової хвилі та приймачем всередині камери або вздовж шляху, де газова суміш може взаємодіяти з Звукові хвилі.Варіації акустичних властивостей за рахунок цієї взаємодії записуються та аналізуються.Ці датчики пропонують неінвазивний моніторинг та Швидке виявлення змін, але вони можуть зіткнутися з точністю та точністю зіткнутися Часто потрібна регулярна калібрування.

Переваги:

• Виявити нервові та блістерні агенти

• Без акумулятора, що підходить для бездротових додатків

• Використовується в суворому та обертовому деталях

Недоліки:

• Важко обробляти під час виготовлення через невеликий розмір

Калориметричний датчик газу

Фігура 22: (a) Схематична ілюстрація структури пристрою та принципу роботи та (b) фотографія калориметричного пристрою-TGS.(c) Схематична та фотографія системи вимірювання для калориметричних пристроїв-TGS.

Калориметричні датчики виявляють зміни тепла внаслідок хімічних реакцій між цільовим газом та конкретним реагент.Ці пристрої оснащені реакційною камерою, що містить a каталізатор або реагент, який, реагувавши з газом, генерує тепло.Це Потім підвищення або зниження температури вимірюється інтегрованим датчик температури.Хоча ці датчики особливо ефективні для Виявляючи певні гази, вони, як правило, демонструють повільніші часи реакції та менше чутливість, ніж інші типи датчиків.

Переваги:

• Швидкий час відгуку для моніторингу в режимі реального часу

• Простий дизайн

• Довгострокова стабільність та надійність

• Низьке споживання електроенергії

Недоліки:

• Каталізатори мають обмежений термін експлуатації і можуть погіршити

• Повільні часи реакції на дуже низькі концентрації газу

Датчик магнітного газу

Фігура 23: Магнітні ефекти, що використовуються для виготовлення пристрою зондування газу.(a) Ефект залу, (б) ефект Керра.(c) ефект феромагнітного резонансу (FMR). (d) Магніто-плазмонічний ефект.(e) Магнітний момент або спін -ефект.(f) Ефект магнітостатичної спін-хвилі (ТПВ).

Малюнок 24: Магнітний датчик фактичний

Магнітні датчики використовують магніт характеристики конкретних газів, таких як кисень, для визначення їх концентрація.Ці пристрої мають магнітні матеріали, які змінюють їх Магнітні властивості при вплиді певним газам.Ці зміни виявляються за допомогою датчика магнітного поля, інтегрованого в одиницю.Модифікація в Магнітні властивості, спричинені наявністю цільового газу проаналізований.Магнітні датчики пропонують високу стабільність і значною мірою непроникні втручання інших газів.Однак вони можуть виявити лише парамагнітні гази і, як правило, є більш складними і дорогими.

Переваги:

• Неінвазивна операція

• Швидке виявлення та моніторинг у режимі реального часу

• Деякі типи не потребують зовнішньої потужності

Недоліки:

• Складний і дорогий

• Потрібно часто калібрування

• Можна вимірювати гази лише з конкретними магнітними властивостями

• Не здатний до зовнішніх магнітних полів та змін температури

Компоненти датчика газового датчика оксиду металу

Малюнок 25: Схематичні компоненти датчика газу оксиду металу

Шар зондування газу: Шар зондування газу - це серцевина датчика, виявляючи зміни концентрації газу.Він діє як хімірезістор, змінюючи стійкість при вплиді до конкретних газів.Зазвичай виготовлений з жерстяного діоксиду (SNO₂), який має надлишки електронів (донорські елементи), він змінює стійкість у присутності токсичних газів.Ця зміна опору впливає на потік струму, корелюючи з концентрацією газу, що робить шар зондування газу, для точного виявлення газу.

Котушка нагрівача: котушка нагрівача підвищує чутливість та ефективність шару зондування газу, зберігаючи її при високій температурі.Виготовлений з нікель-хромій, відомий своєю високою температурою плавлення, він залишається стабільним під постійним теплом.Це нагрівання активує шар зондування газу, що дозволяє йому краще реагувати на гази.Котушка нагрівача забезпечує оптимальну продуктивність датчиків, забезпечуючи послідовно теплової енергії.

Лінія електродів: Лінія електродів ефективно передає невеликі струми від шару зондування газу.Побудований з платини, цінується своєю провідністю, вона забезпечує точну передачу та вимірювання струму.Цей ефективний рух електронів хороший для точності датчика при виявленні газу.

Електрод: електрод з'єднує вихідний шар зондування газу до лінії електрода.Виготовлений із золота (Au - Aurum), вищого провідника, він забезпечує мінімальний опір та ефективну передачу струму.Це з'єднання важливе для точних вимірювань концентрації газу, що дозволяє безперебійному передачі електричного сигналу від зондувального елемента до вихідних клем.

Трубчаста кераміка: трубчаста кераміка, зазвичай виготовлена ​​з оксиду алюмінію (Al₂o₃), сидить між котушкою нагрівача та шаром зондування газу.Його висока точка плавлення підтримує процес спалювання зондувального шару, підтримуючи високу чутливість та ефективний вихідний струм.Трубчаста кераміка пропонує структурну стабільність та теплоізоляцію, захищаючи внутрішні частини датчика та підвищуючи міцність та продуктивність.

Сітка над елементом зондування: металева сітка покриває зондувальний елемент, захищаючи чутливі компоненти з пилу та корозійних частинок.Ця сітка захищає датчик від зовнішніх забруднень і підтримує цілісність та довговічність шару зондування газу.Фільтруючи шкідливі частинки, сітка гарантує, що датчик працює точно та надійно протягом тривалих періодів.

Як працюють датчики газу?

Основна технологія

Датчики газу використовують хімірезістор, як правило, виготовлені з двоскладового тиоксиду (SNO2).SNO2-напівпровідник N-типу, який має багато вільних електронів, які корисні для проведення електроенергії.

Функціонувати в чистому повітрі

У чистому повітрі молекули кисню з атмосфери кріпляться до поверхні SNO2.Ці молекули кисню фіксують вільні електрони від SNO2, створюючи бар'єр, який зупиняє потік струму.Тому вихід датчика дорівнює нулю або на базовій лінії.

Реакція на токсичні або горючі гази

Піддаючись токсичним або горючим газам, ці гази реагують з киснем на поверхні SNO2, вивільняючи захоплені електрони.Це збільшення вільних електронів підвищує провідність SNO2.Рівень цієї провідності відповідає концентрації газу.

Як використовувати датчик газу?

Малюнок 26: Модуль датчика газу та 4 клеми

Основний датчик газу має шість клем: чотири для введення/виводу (позначено A, A, B, B) та два для нагрівання котушки (позначена H, H).Клеми введення/виводу можуть використовуватися взаємозамінно.Датчики газу часто виходять як модулі, які включають сам датчик та компаратор ІК.Ці модулі, як правило, мають чотири клеми: VCC (живлення), GND (земля), цифровий вихід (сигнал, що вказує на наявність газу) та аналоговий вихід (безперервна напруга, що вказує на концентрацію газу).

Збільшення виводу датчика

Оскільки лише датчик газу виробляє невеликий вихід (у мілівольтах), для перетворення цього виходу необхідний зовнішній ланцюг у цифровий сигнал.Ця конверсія використовує компаратор (зазвичай LM393), регульований потенціометр та додаткові резистори та конденсатори.Компільатор LM393 приймає вихід датчика, порівнює його з еталонною напругою та забезпечує цифровий вихід.Потенціометр встановлює рівень концентрації газу, який запускає високий вихід.

Основна схема схеми модуля датчика газу

Малюнок 27: Основна схема схеми датчика газу в модулі датчика газу

Схема датчика газу включає вхідні/вихідні клеми (A і B) та клеми нагрівача (H).Котушка нагрівача повинна отримувати достатню напругу для активації датчика.Без цієї вхідної напруги вихідний струм незначний.Після живлення, зондувальний шар може виявити гази.

Немає газу:

Опір зондувального шару залишається незмінним, що призводить до мінімального вихідного струму.

Присутність газу:

Попередньо нагріта котушка полегшує виявлення шляхом зміни опору матеріалу, змінюючи потік струму при опорі навантаження (RL).

Значення RL, як правило, від 10 кОм до 47 кОм, калібрується на основі потрібної чутливості до концентрації газу.Значення нижчих опору знижують чутливість, тоді як більш високі значення опору підвищують чутливість.Схема також включає OP-AMP LM393, який перетворює аналоговий сигнал у цифровий.На борту потенціометр на борту дозволяє регулювати чутливість модуля датчика.Два світлодіоди забезпечують візуальні індикатори: один для живлення (вказуючи на платі), а один для запуску (вказуючи на встановлений поріг).Роз'єднання конденсаторів зменшують шум, забезпечуючи стабільні та точні показання датчиків.

Найпопулярніші датчики газу

Серія MQ напівпровідникових датчиків газу, включаючи такі моделі, як MQ-2, MQ-3, MQ-4, MQ-5, MQ-6, MQ-7, MQ-8, MQ-9, MQ-131, MQ-135, MQ-136, MQ-137, MQ-138, MQ-214, MQ-303A, MQ-306A та MQ-309A, добре оцінені своєю надійністю та точності в різних програмах.Ці датчики відповідають широкому спектру екологічних та промислових вимог.

Малюнок 28: Таблиця різних типів датчика газу

MQ-2: Виявляє горючі гази та дим.

Розігрійте датчик протягом 24 годин.Калібруйте з відомою концентрацією цільового газу, наприклад, 1000 проміле метану.Відрегулюйте опір навантаження на основі вихідної напруги.

Дотримуйтесь повільного збільшення резистентності, оскільки внутрішній нагрівач стабілізується.Переконайтесь, що датчик повністю розігрівався перед читаннями, щоб уникнути неточностей.

MQ-3: Виявлення пари алкоголю, яке часто використовується в диханні.

Зігріть датчик щонайменше 48 годин до початкового використання.Калібруйте з алкоголем 0,4 мг/л у повітрі.Відрегулюйте резистор навантаження, щоб відповідати конкретним потребам додатків.

Моніторинг дрейфу чутливості під час калібрування та регулюйте інтервали на основі стабільності.Запишіть температуру навколишнього середовища та вологість, оскільки вони впливають на точність.

MQ-4: Виявлення метану та природного газу.

Попередньо розігріти протягом 24 годин.Калібруйте в контрольованому середовищі з метаном 5000 проміле.Відрегулюйте резистор навантаження відповідно.

Тісно контролювати час відгуку.Повільна реакція може вказувати на проблеми з нагрівачем або стабільністю температури в навколишньому середовищі.

MQ-5: Розмір, природний газ та виявлення вугільного газу.

Подібно до MQ-4, але калібруйте для декількох газів, використовуючи конкретні концентрації.

Підтримуйте стабільне середовище під час калібрування.Коливання температури можуть спричинити значні зміни в читаннях.

MQ-6: Виявляє LPG, бутан, ізобутан та пропан.

Попередньо розігріти та калібрувати, як у MQ-5.Забезпечити належну вентиляцію, щоб уникнути небезпечних концентрацій газу під час калібрування.

Зверніть увагу на час відновлення датчика після впливу високої концентрації газу.Тривале опромінення може наситити датчик, вимагаючи більш тривалого періоду відновлення.

MQ-7: Виявлення оксиду вуглецю.

Розігрійте 48 годин.Калібруйте в середовищі CO 100 PPM.Відрегулюйте резистор навантаження, щоб відповідати потрібній чутливості.

Дотримуйтесь поведінки при коливальній температурі, оскільки датчики СО чутливі до змін температури.Введіть алгоритм компенсації, якщо це необхідно.

MQ-8: Виявлення газу водню.

Попередньо розігріти протягом 24 годин.Калібрування в водневому середовищі 1000 проміле.Відрегулюйте опір навантаження для оптимальної продуктивності.

Переконайтесь, що калібрувальне середовище не містить інших газів та забруднень, оскільки датчики водню дуже чутливі до забруднення.

MQ-9: Виявляє оксид вуглецю та горючі гази.

Розігрійте 48 годин.Калібрування окремо для ГО та легкозаймистих газів з використанням відомих концентрацій.Відрегулюйте навантажувальні резистори для кожного виявлення газу.

Переконайтесь, що калібрування одного газу не заважає чутливості до іншого.Зосередьтеся на можливості подвійного виявлення газу.

MQ-131: Виявлення озону.

Попередньо розігріти протягом 24 годин.Калібрування в озоновому середовищі 0,1 проміле.Відповідно відрегулюйте опір навантаження.

Регулярно перевіряйте чутливість датчика та повторно калібрування, оскільки датчики озону з часом можуть погіршитися з високими концентраціями.

MQ-135: Датчик якості повітря, що виявляє NH3, NOX, алкоголь, бензол, дим та СО2.

Попередньо розігріти протягом 24 годин.Використовуйте різні контрольовані газові середовища для калібрування для кожного конкретного газу.

Ведіть детальні записи налаштувань калібрування для кожного типу газу.Регулярна повторна калібрування хороша для підтримки точності завдяки широкому діапазону виявлених газів.

MQ-136 до MQ-309A: Кожен датчик націлює на конкретні гази і має подібну калібрування, як описано як MQ-135.

Розігрійте протягом 24 годин і використовуйте різні контрольовані газові середовища для калібрування для кожного конкретного газу.

Зрозумійте конкретну чутливість та перехресну чутливість кожного датчика.Регулярне обслуговування, калібрування та контроль навколишнього середовища є ключовими для оптимальних показників.

Застосування газового датчика

Промислова безпека: У промислових умовах датчики газу контролюють токсичні гази, такі як оксид вуглецю, метан та сірководню.Ці датчики встановлені в областях, схильних до витоків, таких як хімічні установи, виробничі агрегати та сховища.Вони працюють постійно, надсилаючи дані в режимі реального часу в центральну систему управління.Коли рівень газу перевищує встановлені пороги, система запускає тривогу та автоматичні відключення для запобігання небезпек.Оператори регулярно калібрують ці датчики, проводячи перевірки поля та калібрування нульового сплану, щоб забезпечити точність.

Безпека домогосподарств: Вдома датчики газу виявляють витоки природного газу або пропану, запобігаючи вибухам або отруєнням.Ці датчики часто є частиною систем Smart Home, попереджаючи власників будинків за допомогою смартфонів або контактуючи з аварійними службами.Зазвичай вони встановлюються на кухнях, підвалах або поблизу газових приладів.Власники будинків повинні регулярно перевіряти ці пристрої та замінювати батареї за потребою, щоб підтримувати їх функціонування.

Нафтогазова промисловість: На нафтових установах датчики газу контролюють летючі органічні сполуки (ЛОС) та інші небезпечні гази.Ці датчики побудовані для витримки суворих офшорних умов, таких як екстремальні температури та вологість.Вони є частиною більшої системи безпеки, яка включає контроль вентиляції та механізми відключення аварійних ситуацій.Щоденні перевірки гарантують, що датчики не мають забруднень та правильно функціонують, при цьому коригування на місці здійснюється за допомогою портативних калібрувальних пристроїв.

Індустрія гостинності: У готелях датчики газу застосовують політику без куріння, виявляючи сигаретний дим та запускаючи вентиляційні системи або тривоги.Дискретно встановлені в кімнатах для гостей та загальних районах, ці датчики допомагають управлінню готелем негайно вирішити порушення та підтримувати середовище без паління.Регулярне обслуговування перевіряє чисті датчики та перевіряє їх чутливість до частинок диму.

Офісні середовища: У офісних будівлях датчики газу відстежують якість повітря в приміщенні, зосереджуючись на таких забруднюючих речовинах, як вуглекислий газ, ЛОС та тверді матеріали.Ці датчики, інтегровані з системами ОВК, регулюють потік повітря для забезпечення здорової робочої області.Менеджери об'єктів аналізують дані датчиків для оптимізації вентиляції, зменшуючи витрати на енергію, зберігаючи якість повітря.Періодичні калібрування та оновлення програмного забезпечення виконуються для підвищення продуктивності датчика.

Системи кондиціонування: датчики газу в кондиціонерах керують рівнем СО2, покращуючи якість повітря в приміщенні.Частина автоматизованої системи, вони регулюють швидкість вентиляції на основі концентрації СО2 в реальному часі.Техніки перевіряють функціональність датчика під час звичайного обслуговування, щоб забезпечити точні показання та оптимальну якість повітря.

Системи виявлення пожежі: датчики газу в системах виявлення пожежі ідентифікують дим та токсичні гази, такі як оксид вуглецю рано.Вони забезпечують попередження, що дозволяє своєчасно евакуацію та заходи контролю пожежі.Персонал пожежної безпеки регулярно перевіряє ці системи, моделюючи умови диму, щоб забезпечити чутливість та надійність датчиків.

Видобуток: У видобуванні датчики газу виявляють небезпечні гази, такі як метан та оксид вуглецю, для безпеки працівників.Ці датчики є частиною мережевої системи безпеки, що забезпечує постійний моніторинг та автоматичні регулювання вентиляції.Шахтарі також несуть портативні газові детектори як додатковий захід безпеки.Регулярне навчання щодо використання датчиків та процедури реагування на надзвичайні ситуації забезпечує готовність.

Аналізатори дихання: датчики газу в аналізаторах дихання вимірюють вміст алкоголю в крові (BAC), виявляючи етанол у диханні.Ці пристрої використовуються правоохоронними органами та особами для моніторингу, ці пристрої потребують калібрування з відомими стандартами етанолу для підтримки точності.Користувачі дотримуються суворих протоколів, таких як забезпечення пристрою при правильній температурі та уникнення забруднення, щоб забезпечити надійні результати.

Висновок

По мірі просування технологій датчики газу стають все більш потужними та широкими, підвищуючи їх продуктивність та роблять їх необхідними у багатьох сферах, включаючи промислову безпеку та безпеку домогосподарств.Розуміння того, як працюють датчики газу та як їх підтримувати, підкреслює їх технічне значення та їх вагомий внесок у захист життя та покращення якості нашого оточення.Будь то на фабриках, будинках чи громадських просторах, датчики газу є ключовими для більш безпечного, здорового майбутнього.У міру просування технологій датчики газу стають все більш прогресивними та добре розвиненими, підвищуючи їх продуктивність та роблячи їх незамінними у багатьох сферах, включаючи промислову безпеку та безпеку домогосподарств.

Часті запитання [FAQ]

1. Що таке датчики газу?

Датчик газу - це пристрій, який виявляє наявність та концентрацію газів у повітрі.Він перетворює хімічну інформацію з газу в електронний сигнал, який можна виміряти та проаналізувати.

2. Яка мета датчика газу?

Основна мета датчика газу - контролювати та виявити витоки газу або наявність небезпечних газів.Це допомагає забезпечити безпеку, забезпечуючи ранні попередження про небезпечний рівень газу, запобігання нещасним випадкам та забезпечуючи дотримання правил безпеки.

3. Які переваги датчика газу?

Датчики газу - це пристрої, які виявляють та вимірюють концентрацію газу в повітрі, забезпечуючи безпеку, забезпечуючи ранні попередження про небезпечні гази.Вони точні, пропонують точні вимірювання та підвищують безпеку в різних середовищах шляхом раннього виявлення.Датчики газу можуть бути інтегровані в автоматизовані системи для постійного моніторингу, зменшуючи потребу в ручних перевірок та зниження витрат на оплату праці.Їх універсальність дозволяє їм виявляти широкий спектр газів, що робить їх придатними для численних застосувань, від промислових установок та моніторингу навколишнього середовища до безпеки житла та медичних умов.Приклад - датчик окису вуглецю в будинках, який сповіщає мешканців про небезпечний рівень газу СО.

4. Де використовуються газові датчики?

Датчики газу широко використовуються в різних галузях та умовах, включаючи моніторинг газів у виробничих установах, нафтопереробних видах та хімічних установах для забезпечення промислової безпеки.Вимірювання якості повітря та виявлення рівня забруднення для захисту навколишнього середовища.Виявлення оксиду вуглецю та витоку природного газу в будинках для житлової безпеки.Моніторинг респіраторних газів у галузі охорони здоров’я.Та виявлення викидів газу в транспортних засобах для забезпечення дотримання екологічних стандартів.

5. Що є прикладом датчика газу?

Поширеним прикладом датчика газу є датчик оксиду вуглецю (CO), який використовується в будинках.Цей датчик виявляє Газ СО, який є безбарвним і без запаху, забезпечуючи тривогу, коли небезпечні рівні присутні для запобігання отруєння.

6. Як працювати датчиком газу?

Датчик газу працює, піддаючи впливу цільового газу, який взаємодіє з матеріалом виявлення датчика, викликаючи хімічну реакцію, яка змінює властивості датчика.Ця зміна перетворюється в електронний сигнал, який потім обробляється і вимірюється для забезпечення читабельного виходу, наприклад, чисельного значення або тривоги.Наприклад, датчик оксиду вуглецю в будинку постійно контролює повітря.Якщо виявлено газ CO, він реагує з датчиком, створюючи електронний сигнал, який викликає тривогу, якщо рівні СО занадто високі, попереджаючи вас про небезпеку.