氣體傳感器選型指導(dǎo)

1、傳感器選型指導(dǎo)下面的每種傳感器-電化學(xué)型、催化型、固態(tài)型、紅外線和光電離探測(cè)器的應(yīng)用都必須滿足 區(qū)域內(nèi)空氣的質(zhì)量和安全所要求的標(biāo)準(zhǔn)。一些基本的要求如下：1. 傳感器將被設(shè)計(jì)成為小型、外表粗糟的小盒子。傳感器必須適用于危險(xiǎn)地點(diǎn)和苛刻的環(huán)境, 同時(shí)它必須是防爆的。傳感器必須是合算的，是為在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)使用而設(shè)計(jì)的，安置的費(fèi)用 也是合理的。2. 對(duì)于便攜式儀器，儀器具冇合理的能源消耗，儀器所選的電源為市場(chǎng)容易得到的電池。儀器 體積小、方便，容易攜帶。在丁業(yè)環(huán)境中使用非常安全。由丁使用在危險(xiǎn)區(qū)域，儀器必須具有安 全合格證。3. 儀器的操作和維護(hù)將是很容易完成，只要工廠內(nèi)的職工經(jīng)過簡(jiǎn)單的專業(yè)培訓(xùn)即可。

2、4. 安裝固定傳感器時(shí)，在某一周期內(nèi)，傳感器的功能將會(huì)達(dá)到連續(xù)可靠，該周期長(zhǎng)達(dá)30天。 傳感器在工業(yè)環(huán)境下至少工作二年或更長(zhǎng)，在合理的費(fèi)用基礎(chǔ)之上進(jìn)行更新和替換。傳感器可安 裝在由控制器或計(jì)算機(jī)控制的集散系統(tǒng)管理的多點(diǎn)系統(tǒng)屮。5. 儀器的費(fèi)用是合理的。為了冇效的保護(hù)某一區(qū)域，可安裝多個(gè)傳感器。本手冊(cè)討論了五種傳感器中的四種，均滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)。只有光電離探測(cè)器除外。光電離探 測(cè)器是一種好的探測(cè)器，但是受到光的限制，因?yàn)樗鼉雍蛯?duì)短的壽命和頻繁的維護(hù)要求，不適合 固定點(diǎn)應(yīng)用。然而，只要用戶考慮了限制的條件，固定的光電離探測(cè)器還是可用的。其他類型的傳感器雖然滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)，但也有一些限制。例如，熱傳導(dǎo)

3、傳感器人部分應(yīng)用于高 濃度，而不常用于氣體監(jiān)視。選擇傳感器所考慮的因素就傳感器而言，經(jīng)常問的問題之一是：“什么傳感器最好？ ”。當(dāng)然，這個(gè)問題不能一兩句就說淸 楚。每個(gè)傳感器有口己的性能和限制，因此一個(gè)給尢傳感器的適應(yīng)性很人程度取決丁使川過程中 的應(yīng)用。因此為了選擇一個(gè)正確的傳感器，首先必須確定應(yīng)用的要求。102頁總圖顯示了各種應(yīng) 用的要求和檢測(cè)的技術(shù)。制造廠商提供傳感器的粗略的標(biāo)定。selection ov;s畑心1咖(iu? tcnlc umk ortetxion (hi) 3 dtuclion prrwnsafkyapplication requirementexpose ai$e

4、87;ncnt (twa)antwnt air dauymonitonng定性和定豈分析monitors 監(jiān)測(cè)有毒氣體托率 (iccuochcnjul f solid sutc |總iy型式 化學(xué)型 態(tài)型空氣質(zhì)監(jiān)測(cè)anahers目標(biāo)氣體t仲3%f rf 回r> 3如催化sdid-suics me紅蟲辦發(fā)有機(jī)物可燃?xì)怏w光電離r)uoiccin(ion(鬆)輻射監(jiān)測(cè)i .凹 -七亙j碳寶化合物熱傳導(dǎo)thermalccnducvvieycolorimelnc熱傳導(dǎo) thermal ccnducvyity colorimelncuv/1r吸收氣mf>sig«w心數(shù)氣體tmcslu

5、par心athggftses恒磁性氧化鎧合光afutpcr type：分up phouxncg嚴(yán)/ir分光牛lup/lrspecvometcrlmass specvomewga chrcxtmtograpi j在給定的應(yīng)用范圍確定傳感器應(yīng)遵循和考慮下列因素：a. 為了完成實(shí)際的日標(biāo)，儀器的特性應(yīng)滿足最小的一切要求。特性包括氣體的種類和傳感器 的量程。被測(cè)氣體的量程和密度將是實(shí)際監(jiān)視密度的3到5倍。使川萬川表，將其量程選擇大丁 實(shí)際的測(cè)量量程。例如，選擇50v的量程去測(cè)量12v的電池。b. 檢測(cè)要監(jiān)視區(qū)域的背景氣體。冇些情況背景氣體不能被檢測(cè)到，應(yīng)分析冇代表性的采樣氣 體。傳感器失效的主耍原因是

6、采樣氣體的存在。這一點(diǎn)制造廠商無法給出建議。傳感器的選擇或 性能必須滿足應(yīng)用的條件。c.被安裝的傳感器溫度范圍應(yīng)在傳感器的性能z內(nèi)，同時(shí)，應(yīng)適合氣體的監(jiān)測(cè)。例如，噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料蒸汽壓力很低，如果飛機(jī)庫內(nèi)的溫度從未超過100淚，安裝傳感器測(cè)量可燃范圍是無 用的，因?yàn)檎羝芏炔荒苓_(dá)到可燃級(jí)別。應(yīng)考慮門天和夜晚，冬天和夏天的溫差。大的溫度變化可能引起濕度的濃縮。在一個(gè)限制的區(qū)域 這一點(diǎn)很重要，如靠近容器的地方空氣流通是很貧乏的。d. 一種典型的耍求為濕度在95%的非濃縮氣。濃縮的發(fā)牛是溫度變化的原因，如早晨中窗八 和汽車擋風(fēng)玻璃上的水珠。通常，在正常的工業(yè)環(huán)境下是沒冇問題的，共至像墨西哥灣，只要空

7、 氣的流通是正常的，在這海岸線最炎熱夏天的兒個(gè)月中都是沒有問題的。缺乏空氣流通的區(qū)域常 常會(huì)引起氣體的濃縮。固態(tài)型和催化型傳感器有加熱的口然環(huán)境。另外，設(shè)計(jì)的變送器操作電壓為14-24vdc,它可產(chǎn) 生熱。因此，為了盡可能的減少濃縮，總是使傳感變送器的熱度跟環(huán)境溫度接近。通常電化學(xué)型 傳感器要求相對(duì)低電壓，因此，變送器的溫度與環(huán)境溫度基本相同。在這種情況下，容易產(chǎn)生濃 縮現(xiàn)彖。e. 在應(yīng)用中要求傳感器總是暴露與氣體中，對(duì)于特殊要求和特殊性能的傳感器以及傳感器的 供應(yīng)，需進(jìn)一步的商量。設(shè)計(jì)最合適的采樣系統(tǒng)是很閑難的，另外，這樣的系統(tǒng)也是不可應(yīng)用的 要方方曲曲都考慮和注意到是非常困難的，但從節(jié)省時(shí)

8、間和費(fèi)用方面，應(yīng)仔細(xì)考慮應(yīng)用的價(jià)值和 對(duì)象。根據(jù)傳感器的特性，一個(gè)好的決策是傳感器滿足應(yīng)用的要求。這并不是一般性考慮所給出的傳感器應(yīng)用。所以，下列指導(dǎo)性的信息可以幫助傷旳傳感器作出合 適的選擇。和對(duì)可燃?xì)怏w的有毒氣體的監(jiān)視氣體監(jiān)視的應(yīng)用通?？煞譃閮佣練怏w的監(jiān)視和町燃?xì)怏w的監(jiān)視。冇毒氣體的監(jiān)視通常用于保護(hù)人 的身體，其監(jiān)視的范圍是氣體允許爆炸極限的3到5倍。對(duì)于大多數(shù)的氣體，量程是在濃度為 ppmz 中。對(duì)于可燃?xì)怏w的監(jiān)視，量程是在100%燃點(diǎn)極限之下或暈程的i部分如5()%lflo氣體的濃 度很高通常是右分z兒的量程。換句話說，對(duì)于有毒氣體，傳感器必須在低濃度下能夠測(cè)量氣體；而可燃?xì)怏w的監(jiān)視傳

9、感器必須 測(cè)量高濃度的氣體。摘要電化學(xué)型傳感器。除應(yīng)用丁氣氣以外，電化學(xué)型傳感器的設(shè)計(jì)都應(yīng)川丁有毒氣體的監(jiān)視。這 些傳感器僅僅適川與低含量ppm范圍。對(duì)丁便攜式的儀器，電化學(xué)型傳感器有許多優(yōu)點(diǎn)，它的 能源消耗低，対氣體的響應(yīng)快，不受濕度的影響。同時(shí)，傳感器是周期的暴露在氣體屮，使傳感 器的壽命最大化。因此，對(duì)于便攜式的儀器，電化學(xué)型傳感器是最好的選擇。電化學(xué)型傳感器的壽命期望值為 二年，然而，山于應(yīng)用不當(dāng)它的壽命可能更短。傳感器更換的費(fèi)用是很髙的，特別是當(dāng)使用的數(shù) 目很大時(shí)。為了保持儀器的功能毎年的費(fèi)用和勞力都必須考慮。人約有20%的氣體可以通過電化學(xué)型傳感器來檢檢測(cè)。其余的氣體(ppm量程)

10、需使川固態(tài)型 傳感器和光電離探測(cè)器。催化型傳感器。在方便的可燃?xì)怏w量程lel內(nèi)，催化型傳感器的應(yīng)用通常既好乂簡(jiǎn)單。傳 感器的使用壽命長(zhǎng)因?yàn)樵谑箶y應(yīng)用中它的使用是偶爾的。催化型傳感器相對(duì)來說便宜，但需要確 認(rèn)的是它必須是知名廠家提供的。紅外線和固態(tài)型傳感器。對(duì)于可以使催化型傳感器中毒，使傳感器可用的氣體，應(yīng)在紅外線 傳感器和尚態(tài)型傳感器之間選用。這取決于所檢測(cè)的氣體，紅外線傳感器具有很好的特性，但檢 測(cè)的氣體受到限制。換句話說，固態(tài)型傳感器在量程為lel中可檢測(cè)大多數(shù)的化學(xué)成分。在同定式應(yīng)用中，傳感器總是暴歸在環(huán)境氣體當(dāng)中。對(duì)于冇毒氣體，使用固態(tài)型傳感器通常是仃 利的，特別是當(dāng)傳感器的數(shù)量很大時(shí)

11、。應(yīng)用中的沖突可能是一個(gè)問題。最好研究一下傳感器的特性并同供應(yīng)商商討。對(duì)于固定式可燃?xì)怏w的應(yīng)用，應(yīng)選擇催化型傳感器、固態(tài)型傳感器和紅外線傳感器，詳細(xì)的描述 分別在第4, 5, 6章。対于氣體的監(jiān)視沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特性。下而的“氣體監(jiān)視儀表典型特性”一表是依據(jù)川戶和市場(chǎng)的 要求所列的摘要。在這僅作為參考。氣體監(jiān)視儀表典型特性遠(yuǎn)程傳感變送器特性被檢測(cè)氣體：甲基漠，0-500ppm傳感器：固態(tài)型傳感器溫度：10°c到45 °c濕度：95%rh非濃縮梢度：5%響應(yīng)時(shí)間：滿刻度的90%時(shí)，50秒背景條件：正常的環(huán)境條件保證變送器使用在一級(jí)、一區(qū)、b, c, d組的防爆區(qū)。變送器的功能調(diào)試不需耍開蓋，并 提供戶外應(yīng)用的保護(hù)。電源：14vdc 至ij24vdc輸出：420ma線性輸出控制器特性1帶有微處理器的四通道控制單元2. 每通道有獨(dú)立的數(shù)字顯示。有標(biāo)定功能，三個(gè)報(bào)警設(shè)定和診斷功能3. 三級(jí)報(bào)警設(shè)定點(diǎn)（低、中、高），每個(gè)報(bào)警帶有發(fā)光二極管指示。4. 繼電器：sp