การบำรุงรักษาเครื่องตรวจจับก๊าซและอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์

การบำรุงรักษาเครื่องตรวจจับก๊าซและอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์

การบำรุงรักษาเครื่องตรวจจับก๊าซและอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์
เครื่องตรวจจับก๊าซเป็นเครื่องมือในการตรวจจับความเข้มข้นของการรั่วไหลของก๊าซซึ่งรวมถึงเครื่องตรวจจับก๊าซแบบพกพา, เครื่องตรวจจับก๊าซแบบมือถือ, เครื่องตรวจจับก๊าซแบบคงที่, เครื่องตรวจจับก๊าซออนไลน์ ฯลฯ ส่วนใหญ่ใช้เซ็นเซอร์ก๊าซในการตรวจจับประเภทของก๊าซที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมเซ็นเซอร์ก๊าซเป็น เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับองค์ประกอบและเนื้อหาของก๊าซ

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าคำจำกัดความของเซ็นเซอร์ก๊าซขึ้นอยู่กับการจำแนกประเภทของเป้าหมายการตรวจจับ ซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์ใดๆ ที่ใช้ในการตรวจจับองค์ประกอบและความเข้มข้นของก๊าซเรียกว่าเซ็นเซอร์ก๊าซ ไม่ว่าจะใช้วิธีการทางกายภาพหรือทางเคมีก็ตาม ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่ตรวจจับการไหลของก๊าซไม่ถือว่าเป็นเซ็นเซอร์ก๊าซ แต่เครื่องวิเคราะห์ก๊าซการนำความร้อนเป็นเซ็นเซอร์ก๊าซที่สำคัญ แม้ว่าบางครั้งเซ็นเซอร์จะใช้หลักการตรวจจับเดียวกันโดยประมาณก็ตาม

การจัดหมวดหมู่

ประเภทเซมิคอนดักเตอร์
ผลิตขึ้นโดยใช้หลักการที่ว่าค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์บางชนิดจะเปลี่ยนแปลงไปตามองค์ประกอบของก๊าซสิ่งแวดล้อมที่อุณหภูมิที่กำหนด ตัวอย่างเช่น เตรียมเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์โดยใช้หลักการที่ว่าเมื่อดีบุกไดออกไซด์สัมผัสกับก๊าซแอลกอฮอล์ที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานจะลดลงอย่างรวดเร็ว

ข้อได้เปรียบ
เซ็นเซอร์ก๊าซเซมิคอนดักเตอร์สามารถนำไปใช้ตรวจจับก๊าซหลายชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน แอลกอฮอล์ ฟอร์มาลดีไฮด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ เอทิลีน อะเซทิลีน ไวนิลคลอไรด์ สไตรีน กรดอะคริลิก เป็นต้น โดยเฉพาะก๊าซชนิดนี้ เซ็นเซอร์มีต้นทุนต่ำและเหมาะสมกับความต้องการในการตรวจจับก๊าซพลเรือน เซ็นเซอร์ก๊าซเซมิคอนดักเตอร์ต่อไปนี้ประสบความสำเร็จ: มีเทน (ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซชีวภาพ) แอลกอฮอล์ คาร์บอนมอนอกไซด์ (ก๊าซในเมือง) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย (รวมถึงเอมีนและไฮดราซีน) เซ็นเซอร์คุณภาพสูงสามารถตอบสนองความต้องการของการทดสอบทางอุตสาหกรรม

ข้อบกพร่อง
เสถียรภาพไม่ดีและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเลือกสรรของเซ็นเซอร์แต่ละตัวไม่ซ้ำกัน และไม่สามารถระบุพารามิเตอร์เอาต์พุตได้ จึงไม่เหมาะสำหรับใช้ในสถานที่ที่ต้องการความแม่นยำในการวัด

ประเภทการเผาไหม้
เซ็นเซอร์ประเภทนี้เป็นชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทนต่ออุณหภูมิสูงซึ่งจัดเตรียมไว้บนพื้นผิวของตัวต้านทานแพลตตินัม ที่อุณหภูมิหนึ่ง ก๊าซที่ติดไฟได้จะกระตุ้นการเผาไหม้บนพื้นผิว การเผาไหม้เป็นหน้าที่ของความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้เมื่ออุณหภูมิของตัวต้านทานแพลทินัมเพิ่มขึ้นและความต้านทานเปลี่ยนแปลงไป

ประเภทสระว่ายน้ำการนำความร้อน
ก๊าซแต่ละชนิดมีค่าการนำความร้อนจำเพาะของตัวเอง เมื่อมีค่าการนำความร้อนที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างก๊าซตั้งแต่สองตัวขึ้นไป สามารถใช้องค์ประกอบการนำความร้อนเพื่อแยกแยะเนื้อหาของส่วนประกอบหนึ่งได้ เซ็นเซอร์ประเภทนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทนที่มีความเข้มข้นสูง
 

เซ็นเซอร์ก๊าซประเภทนี้มีช่วงการใช้งานที่แคบและมีปัจจัยจำกัดหลายประการ

สูตรเคมีไฟฟ้า
ก๊าซไวไฟ เป็นพิษ และเป็นอันตรายส่วนใหญ่มีฤทธิ์เคมีไฟฟ้าและสามารถออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์ทางเคมีไฟฟ้าได้ ด้วยการใช้ปฏิกิริยาเหล่านี้ ทำให้สามารถแยกแยะองค์ประกอบของก๊าซและตรวจวัดความเข้มข้นของก๊าซได้ เซนเซอร์แก๊สเคมีไฟฟ้ามีหลายประเภทย่อย:

(1) หลักการของเซ็นเซอร์ก๊าซประเภทเซลล์ปฐมภูมิ (หรือที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ก๊าซประเภทเซลล์ Gavoni เซ็นเซอร์ก๊าซประเภทเซลล์เชื้อเพลิง และเซ็นเซอร์ก๊าซประเภทเซลล์ที่เกิดขึ้นเอง) คล้ายคลึงกับหลักการของแบตเตอรี่แห้งที่เราใช้ ยกเว้นว่าอิเล็กโทรดคาร์บอนแมงกานีส ของแบตเตอรี่จะถูกแทนที่ด้วยอิเล็กโทรดแก๊ส ตัวอย่างเช่น ในเซ็นเซอร์ออกซิเจน ออกซิเจนจะลดลงที่แคโทด และอิเล็กตรอนจะไหลผ่านแอมมิเตอร์ไปยังขั้วบวก ซึ่งโลหะตะกั่วจะถูกออกซิไดซ์ ขนาดของกระแสไฟฟ้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของออกซิเจน เซ็นเซอร์ประเภทนี้สามารถตรวจจับออกซิเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซคลอรีน ฯลฯ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(2) เซ็นเซอร์ก๊าซชนิดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่มีศักยภาพคงที่มีประสิทธิภาพมากในการตรวจจับก๊าซรีดิวซ์ หลักการของมันแตกต่างจากเซ็นเซอร์ประเภทแบตเตอรี่ดั้งเดิม ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้นภายใต้แรงของกระแส ทำให้เป็นเซ็นเซอร์ที่แท้จริงสำหรับการวิเคราะห์คูลอมบ์ เซ็นเซอร์ประเภทนี้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการตรวจจับก๊าซ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจน แอมโมเนีย ไฮดราซีน ฯลฯ ปัจจุบันเป็นเซ็นเซอร์กระแสหลักในการตรวจจับก๊าซพิษและก๊าซอันตราย

(3) เซ็นเซอร์ก๊าซประเภทแบตเตอรี่ความเข้มข้น ซึ่งมีก๊าซที่ทำงานด้วยเคมีไฟฟ้าทั้งสองด้านของเซลล์ไฟฟ้าเคมี จะก่อให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นตามธรรมชาติ ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าสัมพันธ์กับความเข้มข้นของก๊าซ ตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของเซ็นเซอร์ดังกล่าว ได้แก่ เซ็นเซอร์ออกซิเจนสำหรับรถยนต์และเซ็นเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ชนิดอิเล็กโทรไลต์แข็ง

(4) เซ็นเซอร์ก๊าซกระแสจำกัดคือเซ็นเซอร์ประเภทหนึ่งที่ใช้วัดความเข้มข้นของออกซิเจน โดยจะใช้หลักการที่ว่าขีดจำกัดกระแสในเซลล์ไฟฟ้าเคมีสัมพันธ์กับความเข้มข้นของตัวพาเพื่อเตรียมเซ็นเซอร์ความเข้มข้นของออกซิเจน (ก๊าซ) ซึ่งใช้สำหรับการตรวจจับออกซิเจนในรถยนต์และสำหรับการตรวจจับความเข้มข้นของออกซิเจนในเหล็กหลอมเหลว