การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ในเครื่องตรวจจับก๊าซการนำความร้อน
1. การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ในเครื่องตรวจจับ
เซ็นเซอร์มักถูกกำหนดให้เป็น "อุปกรณ์ที่แปลงปริมาณทางกายภาพที่สัมผัสได้ (โดยทั่วไปไม่ใช่ไฟฟ้า) เป็นปริมาณทางกายภาพอื่น (โดยทั่วไปคือปริมาณไฟฟ้า) และส่งออกตามความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันเพื่อจุดประสงค์ในการวัด" เซ็นเซอร์เป็นตัวเชื่อมแรกและแนวหน้าในการทดสอบและควบคุม หากไม่มีเซนเซอร์ในการจับและแปลงข้อมูลต้นฉบับอย่างถูกต้องและเชื่อถือได้ ก็จะไม่สามารถพูดถึงการทดสอบและการควบคุมที่แม่นยำใดๆ ได้ ตำแหน่งของเซ็นเซอร์ในระบบตรวจจับจะแสดงในรูป
2. คำจำกัดความของอุตสาหกรรม
เครื่องตรวจจับก๊าซการนำความร้อนเป็นเครื่องมือวัดสำหรับตรวจจับความเข้มข้นของก๊าซ เป็นเครื่องวิเคราะห์ก๊าซแบบต่อเนื่องอัตโนมัติที่สร้างขึ้นจากหลักการที่ว่าค่าการนำความร้อนทั้งหมดของก๊าซผสมจะเปลี่ยนแปลงไปตามเนื้อหาของส่วนประกอบที่วัดได้ เครื่องมือตรวจจับก๊าซแปลงสัญญาณทางกายภาพหรือทางเคมีที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์ก๊าซให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นแก้ไขและกรองสัญญาณไฟฟ้าข้างต้นผ่านวงจรภายนอก และควบคุมโมดูลที่เกี่ยวข้องผ่านสัญญาณที่ผ่านการประมวลผลเหล่านี้เพื่อให้ได้การตรวจจับก๊าซ หน้าที่เฉพาะต่างๆ เครื่องตรวจจับก๊าซสามารถตรวจจับและวิเคราะห์ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ ออกซิเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ฟอสฟีน แอมโมเนีย ไนโตรเจนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ คลอรีน คลอรีนไดออกไซด์ โอโซน และก๊าซที่ติดไฟได้ และก๊าซอื่นๆ
3. หลักการทำงาน
เครื่องตรวจจับก๊าซการนำความร้อนเป็นเครื่องมือตรวจจับก๊าซทางกายภาพชนิดหนึ่ง ตามหลักการที่ว่าก๊าซต่างๆ มีค่าการนำความร้อนต่างกัน จะคำนวณเนื้อหาของส่วนประกอบบางส่วนโดยการวัดค่าการนำความร้อนของก๊าซผสม เครื่องมือตรวจจับนี้เรียบง่ายและเชื่อถือได้ ใช้ได้กับก๊าซหลายประเภท และเป็นเครื่องมือตรวจจับพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม การวัดค่าการนำความร้อนของก๊าซโดยตรงเป็นเรื่องยาก ดังนั้นในความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงของค่าการนำความร้อนของก๊าซมักจะถูกแปลงเป็นการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน จากนั้นวัดด้วยสะพาน องค์ประกอบที่ไวต่อความร้อนของเครื่องตรวจจับก๊าซการนำความร้อนส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ไวต่อสารกึ่งตัวนำและสายต้านทานโลหะ ส่วนประกอบที่ไวต่อสารกึ่งตัวนำมีปริมาตรน้อย ความเฉื่อยทางความร้อนน้อย และค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานอุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงมีความไวสูงและเวลาหน่วงน้อย
ออกไซด์ของโลหะรูปลูกปัดถูกเผาบนขดลวดแพลทินัมเป็นองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน จากนั้นขดลวดแพลทินัมเดียวกันที่มีความต้านทานภายในและค่าความร้อนเท่ากันจะถูกพันด้วยวัสดุที่ไม่ทำปฏิกิริยากับแก๊สเป็นองค์ประกอบชดเชย ส่วนประกอบทั้งสองนี้สร้างวงจรบริดจ์เป็นแขนสองข้างซึ่งเป็นวงจรการวัด เมื่อองค์ประกอบที่ไวต่อโลหะออกไซด์ของเซมิคอนดักเตอร์ดูดซับก๊าซที่วัดได้ ค่าการนำไฟฟ้าและค่าการนำความร้อนจะเปลี่ยนไป และสถานะการกระจายความร้อนขององค์ประกอบก็จะเปลี่ยนตามไปด้วย การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขององค์ประกอบจะเปลี่ยนความต้านทานของขดลวดแพลทินัม จากนั้นบริดจ์จะมีเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุล ซึ่งสามารถตรวจจับความเข้มข้นของก๊าซได้ เครื่องตรวจจับก๊าซการนำความร้อนมีการใช้งานที่หลากหลาย นอกจากจะใช้ทั่วไปในการตรวจจับไฮโดรเจน แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และก๊าซไวไฟที่มีความเข้มข้นต่ำแล้ว ยังสามารถใช้เป็นตัวตรวจจับในเครื่องวิเคราะห์โครมาโตกราฟีเพื่อวิเคราะห์ส่วนประกอบอื่นๆ ได้อีกด้วย
4. ฟิลด์แอปพลิเคชัน
ตามความแตกต่างในด้านการใช้งานของเครื่องมือตรวจจับก๊าซการนำความร้อน เครื่องมือตรวจจับก๊าซส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองชุด: เครื่องมือตรวจจับก๊าซอุตสาหกรรมและเครื่องมือตรวจจับก๊าซพลเรือน เครื่องมือตรวจจับก๊าซอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นสามประเภท: แบบพกพา แบบติดตั้งกับที่ และระบบ เครื่องมือและมาตรวัดก๊าซอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะใช้ในปิโตรเลียม เคมี โลหะวิทยา เหมืองถ่านหิน ก๊าซเหลว และองค์กรอื่นๆ เครื่องมือตรวจจับก๊าซของพลเรือนส่วนใหญ่จะใช้ในที่สาธารณะและการตรวจจับและเตือนภัยก๊าซในครัวเรือน
