提供者:深圳市安德优科技有限公司 发布时间:2015/4/30 11:54:51 阅读次数:485次 进入该公司店铺
1、定义:
利用难溶金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度;当可燃气体进入探测器时,在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧),其产生的热量使铂丝的温度升高,进而铂丝的电阻率发生变化。
2、性质:
催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,是一种无焰燃烧,可以使可燃物在固定催化剂表面上进行得燃烧。
耐高温催化材料:Pd(铂)、Pt(钯)
3、优点:
a.使用简单,技术成熟;
b.输出值与气体浓度之线性良好;
c.适用高浓度;
d.价格便宜;
e.燃温度低、去除率高、燃烧缓和、适应氧浓度范围大且无二次污染;
4、缺点:
a.混合气体无法定性和定量;
b.催化剂表面容易被H2S、SO2、铅、卤化物、硅化物污染而中毒;
二、电化学式
1)恒电位电解式气体传感器
工作原理:
将两个反应电极,工作电极(W)、对电极(C)以及一个参考电极(R),放置在特定的电解液中,然后在反应电极中施加一定的电压,使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体,发生氧化还原反应,再通过仪器中的电路测量到电解出的电流,计算出气体的浓度。
电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示:
I=(nFADC)/δ
式中,I—电解电流;n—每1mol气体产生的电子数;F—法拉第常数;A—气体扩散面积;D—扩散系数;C—电解质溶液中电解的气体浓度;δ—扩散层的厚度。
在同一传感器中,n、F、A、D及δ是一定的,所以电解电流与气体浓度成正比。
性质:
发生电解反应,把化学能转换为电能,并产生电信号。
对电极的作用:
由于两个电极上发生的反应使电极极化,电离子的生成和移动出现阻碍,工作电极和对电极之间的电势差难以维持恒定,阻碍反应的继续进行。因此设置参比电极。参比电极在电解质中形成了一个稳定的电化学电极即恒电位,克服因化学反应导致的电极极化现象,帮助电离子移动,便于电解过程继续。
类型:
定电位电解式传感器属于电化学式传感器中离子电池类传感器,对还原性气体效果更明显。
检测气体:H2S,NO,NO2,SO2和HCL、CL2、PH3、CO等
备注:
用定电位电解式传感器检测不同气体时,有不同的灵敏度。按灵敏度从高到低的顺序,依次是H2S,NO,NO2,SO2和CO。响应时间一般为几秒和几十秒,一般小于1min。
定电位电解型传感器的寿命比较短,最短只有半年,2.3年寿命已属于较长,少数CO传感器可长达几年。
2)伽伐尼电池式气体传感器
原理:
与恒电位电解式一样,都是通过测量电解电流来检测气体浓度。但由于传感器本身是电池,所以不需要由外界施加电压;
检测气体:
一般是用于检测O2;
3)离子电极式气体传感器
工作原理:
气态物质溶解于电解质溶液并电离,离解成的离子作用于离子电极产生电动势,将此电动势取出以代表气体浓度。
检测气体:
一般用于检测NH3(氨)、HCN(氰化氢)、H2S、SO2、CO2等气体;
4)浓差电池式气体传感器
检测原理:
基于固体电解质产生的浓差电势来进行测量的。
检测气体:
ZrO2(二氧化锆)
5)电化学式传感器的优缺点
优点:
1、通用性好,技术比较成熟;
2、使用简单,携带方便;
3、成本低;
缺点:
1、无法对未知气体进行定性分析;
2、传感器具有一定的使用寿命;
3、超范围高浓度会导致失效;
4、需特别注意存储;
三、光电离(PID)
1.检测原理:
将气体引入离子室,并暴露在一定能量的紫外灯下,紫外灯的能量激活气体,离子就被收集在采集电极上。离子的收集使得电流增加,电流值与当前混合物的浓度成比例(相对于已知的校准标准)。
2.优点:
1、非破坏性检测;
2、可选择10.2和11.8eV的紫外灯源;
3、可以检测无机组份;
4、对芳香烃、氯化物和不饱和碳氢化合物敏感;
5、无需使用燃气和助燃空气;
3.缺点:
1、受水蒸汽影响;
2、检测范围小(通常0~2000ppm)
3、不是特别准确(与校准气体有关)
4、备品灯的价格比较贵;
4.检查对象:
挥发性有机物(VOC)
四、火焰离子(FID)
1.检测原理:
将气体引入离子室并且用氢火焰燃烧,这个过程将分离出自由离子,这些自由离子依次被吸附在收集电极上。离子收集使电流增加,电流的变化与当前所检测的混合物浓度成比例(与已知校准值相比较)。这个过程中的副产物是水和二氧化碳。
2.优点:
1、动态和线性测量范围宽(可达0~50000ppm);
2、对碳氢化合物蒸汽灵敏;
3、优异的稳定性和重现性;
4、不受周围环境中的CO,CO2和水蒸气的影响;
3.缺点:
1、需要氢气源;
2、需要O2含量大于16%才能进行操作;
3、能够对总碳氢化合物的含量进行检查--不是分离某一混合物;
4.检查对象:
挥发性有机物(VOC)
五、便携红外光谱法(IR)
1.检测原理:
利用气体可吸收特定波长红外线的特性;
2.特性:
Ø 物质在特定波长时会吸收红外能量;
Ø 能量的降低与浓度的增加成正比(当监测不同的吸收物质时)
Ø 采用非分散红外技术(NDIR);
Ø 一束可调红外源(IR)通过一光学滤波器;
Ø 仅在红外特定波长吸收能量的物质时,才可以为分析仪所辨别;
Ø 每一个红外响应物质可提供一独特的指纹性图谱和潜在的测量峰值(或多组峰值);
Ø 采用光谱对比软件进行气体比对分析--混合物定性分析;
3.优点:
1、可快速判别未知气体;
2、可对100~200种气体进行定性和定量分析;
3、便携状态下无需采样和样品处理;
4、耗材很少,维护简单;
5、无需专业的操作经验;
6、防爆设计/危险场所检测;
4.缺点:
1、水汽和二氧化碳的影响很大;
2、定量分析需要预先校正;
5.应用范围:
1、应急检测;
2、常规巡检;
3、工艺流程;
4、医疗卫生;
5、事故救援;
6.备注:
红外光谱法已被列为现场快速气体检测唯一标准方法;
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