氣體檢測(cè)儀是種氣體泄露濃度檢測(cè)的儀器儀表具，其中包括:便攜式氣體檢測(cè)儀、手持式氣體檢測(cè)儀、固定式氣體檢測(cè)儀、在線式氣體檢測(cè)儀等。主要利用氣體傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體種類，氣體傳感器是用來(lái)檢測(cè)氣體的成份和含量的傳感器。
般認(rèn)為，氣體傳感器的定義是以檢測(cè)目標(biāo)為基礎(chǔ)的，也就是說(shuō)，凡是用于檢測(cè)氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器，不管它是用物理方法，還是用化學(xué)方法。比如，檢測(cè)氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體致的檢測(cè)原理。
氣體檢測(cè)儀是種氣體泄漏濃度檢測(cè)的儀器儀表具，主要是便攜式/手持式氣體檢測(cè)儀。
分類
半導(dǎo)體式
它是利用些金屬氧化物半導(dǎo)體材料，在定溫度下，電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理的。比如，酒傳感器，就是利用二氧化錫在遇到酒氣體時(shí)，電阻會(huì)急劇減小的原理制備的。
優(yōu)點(diǎn)
半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效地用于:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒、甲醛、氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測(cè)。尤其是，這種傳感器成本低廉，適宜于民用氣體檢測(cè)的需求。下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒、氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類，肼類)。傳感器可以滿足業(yè)檢測(cè)的需要。
缺點(diǎn)
穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大;尤其，每種傳感器的選擇性的，輸出參數(shù)也不能確定。因此，不宜應(yīng)用于計(jì)量準(zhǔn)確要求的場(chǎng)所。
燃燒式
這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐溫的催化劑層，在定的溫度下，可燃性氣體在其表面催化燃燒，燃燒是白金電阻溫度升，電阻變化，變化值是可燃性氣體濃度的函數(shù)。
優(yōu)點(diǎn)
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測(cè)可燃性氣體:凡是不能燃燒的，傳感器都沒(méi)有何響應(yīng)。催化燃燒式氣體傳感器計(jì)量準(zhǔn)確，響應(yīng)快速，壽命較長(zhǎng)。
缺點(diǎn)
在可燃性氣體范圍，無(wú)選擇性。暗火作，有引燃炸的危險(xiǎn)。大分元素有機(jī)蒸汽對(duì)傳感器都有中毒作用。
熱導(dǎo)池式
每種氣體，都有熱導(dǎo)率，當(dāng)兩個(gè)和多個(gè)氣體的熱導(dǎo)率差別較大時(shí)，可以利用熱導(dǎo)元件，分辨其中個(gè)組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用于氫氣的檢測(cè)、二氧化碳的檢測(cè)、濃度甲烷的檢測(cè)。
這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄，限制因素較多。
電化學(xué)式
它相當(dāng)分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性，可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng)，可以分辨氣體成份、檢測(cè)氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類:
(1)、原電池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器，也有稱燃料電池型氣體傳感器，也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器)，在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測(cè)氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢測(cè)還原性氣體非常有效，它的原理與原電池型傳感器，它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強(qiáng)制下發(fā)生的，是種真正的庫(kù)侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成地用于:氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測(cè)之中，是現(xiàn)有毒有害氣體檢測(cè)的主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè)，會(huì)自發(fā)形成濃差電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的大小與氣體的濃度有關(guān)，這種傳感器的成實(shí)例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。
(4)、電流型氣體傳感器，有種測(cè)量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧(氣)濃度傳感器，用于汽車的氧氣檢測(cè)，和鋼水中氧濃度檢測(cè)。
紅外線
大分的氣體在中紅外區(qū)都有吸收峰，檢測(cè)吸收峰位置的吸收情況，就可以確定某氣體的濃度。
這種傳感器過(guò)去都是大型的分析儀器，但是近些年，隨著以MEMS 為基礎(chǔ)的傳感器業(yè)的發(fā)展，這種傳感器的體積已經(jīng)由10升，45公斤的巨無(wú)霸，減小到2毫升(拇大小)左右。使用無(wú)需調(diào)制光源的紅外探測(cè)器使得儀器沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)件，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類，準(zhǔn)確測(cè)定氣體濃度。
這種傳感器成的用于:二氧化碳、甲烷的檢測(cè)。
磁性氧氣
這是磁性氧氣分析儀的核心，但是也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了"傳感器化"程。
它是利用空氣中的氧氣可以被強(qiáng)磁場(chǎng)吸引的原理制備的。
這種傳感器只能用于氧氣的檢測(cè)，大氣環(huán)境中只有氮氧化物能夠發(fā)生微小的影響，但是由于這些干擾氣體的含量往往很少!
LEL
"LEL"是炸下限。可燃?xì)怏w在空氣中遇明火種炸的低濃度。
燃燒是伴有發(fā)光發(fā)熱的激烈氧化反應(yīng)，它具備三個(gè)要素:a、可燃物(燃?xì)?;b、助燃物(氧氣);c、點(diǎn)火源(溫度)。
可燃?xì)獾娜紵梢苑譃閮深悾愂菙U(kuò)散燃燒，即揮發(fā)的或從設(shè)備中噴出、泄漏的可燃?xì)猓龅近c(diǎn)火源混合燃燒。
另類燃燒，是可燃?xì)馀c空氣混合著火燃燒，這種燃燒反應(yīng)激烈而速度快，般會(huì)發(fā)生巨大的壓力和聲響，又稱之為炸。燃燒與炸沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)分。
低于炸下限，混合氣中的可燃?xì)獾暮坎蛔悖荒芤鹑紵蛘ǎ舷藁旌蠚庵械难鯕獾暮坎蛔悖膊荒芤鹑紵蛘ā?/p>
另外，可燃?xì)獾娜紵c炸還與氣體的壓力、溫度、點(diǎn)火能量等因素有關(guān)。般用體積百分比濃度表示。
各種可燃?xì)怏w檢測(cè)儀的測(cè)量范圍為0-LEL。 固定式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀的通常設(shè)有二個(gè)報(bào)警點(diǎn)(與報(bào)警主機(jī)的型號(hào)有關(guān)):10%LEL為報(bào)警，25%LEL為二報(bào)警。
便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀的通常有個(gè)報(bào)警點(diǎn):25%LEL為報(bào)警點(diǎn)。 舉例說(shuō)明，甲烷的炸下限為5%體積比，那也就是說(shuō)，把這個(gè)5%體積比，百等分，讓5%體積比對(duì)應(yīng)LEL，也就是說(shuō)，當(dāng)檢測(cè)儀數(shù)值到達(dá)10%LEL報(bào)警點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于此時(shí)甲烷的含量為0.5%體積比。
當(dāng)檢測(cè)儀數(shù)值到達(dá)25%LEL報(bào)警點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于此時(shí)甲烷的含量為1.25%體積比。
ppm
ppm是溶液濃度(溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù))的種表示方法，ppm表示百分之。
對(duì)于溶液:即1升水溶液中有1/1000毫升的溶質(zhì)，則其濃度(溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù))為1ppm。
對(duì)于氣體:對(duì)環(huán)境大氣(空氣)中污染物濃度的表示方法之。
體積濃度表示法:百體積的空氣中所含污染物的體積數(shù)，即ppm
大分氣體檢測(cè)儀器測(cè)得的氣體濃度都是體積濃度(ppm)。是環(huán)保 ，則要求氣體濃度以質(zhì)量濃度的單位(如:mg/m3)表示，都是采用質(zhì)量濃度單位(如:mg/m3)表示。
分類
按使用方式可分為臺(tái)式氣體檢測(cè)儀和手持氣體檢測(cè)儀
按可檢測(cè)的氣體數(shù)量可分為單氣體檢測(cè)儀和多種氣體檢測(cè)儀
按氣體傳感器的原理可分為紅外線氣體檢測(cè)儀、熱磁氣體檢測(cè)儀、電化學(xué)式氣體檢測(cè)儀、半導(dǎo)體式氣體檢測(cè)儀、紫外線氣體檢測(cè)儀等。
原理
以常見(jiàn)的紅外線氣體檢測(cè)儀為例，說(shuō)明氣體檢測(cè)儀的原理:
測(cè)量這種吸收光譜可判別出氣體的種類;測(cè)量吸收強(qiáng)度可確定被測(cè)氣體的濃度。紅外線檢測(cè)儀的使用范圍寬，不僅可分析氣體成分，也可分析溶液成分，且靈敏度，反應(yīng)迅速,能在線連續(xù)示,也可組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。業(yè)上常用的紅外線氣體檢測(cè)儀的檢測(cè)分由兩個(gè)并列的結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)系統(tǒng)組成。
個(gè)是測(cè)量室，個(gè)是參比室。兩室通過(guò)切光板以定周期同時(shí)或交替開(kāi)閉光路。在測(cè)量室中導(dǎo)入被測(cè)氣體后，具有被測(cè)氣體有波長(zhǎng)的光被吸收，從而使透過(guò)測(cè)量室這光路而入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃度好，入到紅外線接收氣室的光通量就越少;而透過(guò)參比室的光通量是定的，入到紅外線接收氣室的光通量也定。因此，被測(cè)氣體濃度，透過(guò)測(cè)量室和參比室的光通量差值就越大。這個(gè)光通量差值是以定周期振動(dòng)的振幅投射到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半，室內(nèi)封有濃度較大的被測(cè)組分氣體，在吸收波長(zhǎng)范圍內(nèi)能將射入的紅外線吸收，從而使脈動(dòng)的光通量變?yōu)闇囟鹊闹芷谧兓倏筛鶕?jù)氣態(tài)方程使溫度的變化轉(zhuǎn)換為壓力的變化，然后用電容式傳感器來(lái)檢測(cè)，經(jīng)過(guò)放大處理后示出被測(cè)氣體濃度。除用電容式傳感器外，也可用直接檢測(cè)紅外線的量子式紅外線傳感器，并采用紅外干涉濾光片行波長(zhǎng)選擇和配以可調(diào)激光器作光源，形成紅外氣體檢測(cè)儀。這種檢測(cè)儀只用個(gè)光源、個(gè)測(cè)量室、個(gè)紅外線傳感器就能成氣體濃度的測(cè)量。若采用裝有多個(gè)不同波長(zhǎng)的濾光盤，則能同時(shí)分別測(cè)定多組分氣體中的各種氣體的濃度。
用途
氣體檢測(cè)儀可檢測(cè)硫化氫，氧化碳，氧氣，二氧化硫，磷化氫，氨氣，二氧化氮，氰化氫，氯氣，二氧化氯，臭氧和可燃?xì)怏w等多種氣體，廣泛應(yīng)用在石化、煤炭、冶金、化、市燃?xì)狻h(huán)境監(jiān)測(cè)等多種場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。 可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)合測(cè)量需要;可對(duì)坑道、管道、罐體、密閉空間等行氣體濃度探測(cè)或泄漏探測(cè)。
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