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可燃氣體傳感器原理：催化燃燒式可燃氣體傳感器的原理

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可燃氣體傳感器原理：可燃氣體傳感器

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可燃氣體傳感器
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催化型可燃氣體傳感器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃氣體濃度 。當可燃氣體進入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應（無焰燃燒），其產生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發生變化。
中文名
可燃氣體傳感器
0.5%LEL時
±3%；51-100%LEL時±5%
傳感器
2年（有條件）信號發生器
RVVP(3*1MM2)
1200m;RVVP(3*1.5MM2)
可燃氣體傳感器可燃氣體傳感器：可燃氣體傳感器是對單一或多種可燃氣體濃度響應的探測器?？扇細怏w傳感器有催化燃燒紅外光學型是利用紅外傳感器通過紅外線光源的吸收原理來檢測現場環境的碳氫類可燃氣體！烷烴類可燃氣體傳感器結實耐用，操作簡便的智能型可燃氣體傳感器，被設計用以檢測可燃性烷烴類氣體濃度在爆炸下限0~100%的變化。這種探測器使用一種獲得專利的“小型即插型可更換”紅外線光學傳感器。紅外線傳感器的特點是長時間的工作穩定性及最少的階段性維護。紅外線氣體傳感器在某些測量環境下是對于傳統的催化燃燒式傳感器的一種極佳的替代產品。紅外線可燃氣體傳感器在以下應用環境下是理想的選擇：● 頻繁的催化毒氣曝露● 頻繁的高可燃性氣體排放● 缺氧環境● 探測不易實現的環境典型應用● 遠洋作業平臺及鉆井平臺 ●　煉油廠● 石化廠 ●　壓縮天然氣及液化氣處理● 廢水處理 ●　化工廠● 泵站 ●　熱電廠特點● 獨特的小型即插型現場可更換傳感器● 無干擾、智能型探測器界面● 輸出：4-20mA, RS-485數據總線及3個報警繼電器● 極少的維護要求● 加熱的光學設計避免了冷凝現象● 故障自診斷功能● 長期使用成本低廉● 五年的額定費用質量保證● 低能耗可燃氣體傳感器是以甲烷作為標準氣體進行實地校準和軟件調試的。也可以其它氣體進行樣準，下表是可提供的校準氣體：甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 乙烯 丙烯 丁烯 戊烯 己烯 辛烯 環丙烷 環己烷 環己烯 蒎烯 苯 甲苯 二甲苯 甲醇 乙醇 丙醇 異丁醇 二甲胺 三甲胺 吡啶二甲醚 乙醚 乙烯醚 環氧乙烷 四氫呋喃 二氧六環丙酮 丁酮戊酮 庚酮 甲基異丁基酮紅外線可燃氣體傳感器技術特性1、介紹技術紅外線可燃氣體傳感器屬于無干擾智能型產品，具有良好的安全性能，操作靈活簡便。這種探測器的一個主要的特點是它的自動校準功能，可以通過帶背光的液晶顯示屏上的提示一步步地引導操作者進行校準。紅外線氣體探測器提供三種不同的輸出方式：模擬信號4~20mA直流電；RS-485通訊接口及3個繼電器（兩個報警，一個故障自檢）?？蓪忂M行現場調試和編程。這些不同的輸出方式為系統建立提供了最大的靈活性。則只提供4~20MA直流電的輸出?？刂齐娐芬晕⑻幚硇酒瑸榛A，封裝成一個即插型模塊并被連在標準的連接模板上。傳感器及信號發生器被安裝在一個防爆機殼內，機殼上有玻璃罩。帶有背光的數字顯示屏既可顯示傳感器讀數也可在編程時顯示菜單功能。所有的紅外線氣體探測器都屬于電器分類：Class I; Groups B, C, D; Division 1。這種產品系列延續了在氣體傳感器設計中體現的“易于安裝、易于維護”的理念。2、無干擾封裝
可燃氣體天然氣瓦斯傳感器
探測器被封裝在防爆金屬外殼內。外殼上旋著一個帶玻璃的蓋子。位于變送器面板上的磁性編程按鈕可通過手持的磁性編程工具對其進行操作，這就保證了傳感器界面操作的無干擾性。所有的校準和現場調試都可在不開蓋，保持現場原有狀態的情況下進行。3、簡便的校準帶背光的液晶顯示屏上顯示校準提示，大大簡化了校準步驟。技術人員只需用磁性編程工具就可簡單地開始校準程序。校準程序一經啟動，探測器就顯示校準菜單，菜單提供了零位校準及起始校準兩種選擇。選ZERO就會開始自動歸零功能。校準結束顯示將恢復到校準菜單。選SPAN將開始自動起始狀態校準，顯示屏會要求提供該探測器整定的氣體及其濃度。氣體一經提供，探測器就開始自動起始校準。當信號穩定下來后，探測器會記錄起始數據并提示操作人員斷開氣源。一旦氣體濃度歸零，探測器會自動繼續它原來的正常工作。如果因任何原因探測器無法執行校準程序，探測器會顯示出錯提示。這一程序只需不到三分鐘的時間而且幾乎是不會出差錯的。4、信號輸出紅外線氣體傳感器有兩種信號輸出：模擬的4~20mA輸出和RS-485數據總線輸出。而500型則只有一種4~20mA的輸出。輸出信號是與探測范圍相關的4~20mA線性模擬信號。這種信號與的10系列及12系列多模塊控制器，可編程邏輯控制器以及其它標準的數據獲取設備兼容。模擬輸出還有兩個其它功能。第一，當進入校準菜單時，4~20mA信號會降至2mA。該低電流會保持到傳感器回復到正常運作狀態。第二，一旦出錯，4~20mA信號會降至0mA，這一狀況將保持到出錯狀態恢復正常。這些輸出信號的變化可被外部設備用來識別及記錄傳感器的工作狀態。RS-485數據通訊中使用Modbus RTU協議，這一協議與幾乎所有的可編程邏輯控制器、人機界面軟件及其它控制系統兼容。因為Modbus RTU協議是一種標準。從RS-485通訊接口可獲得以下信息：探測器讀數、探測器警報點、校準模式、探測器錯誤、兩個警報器狀態及校準程序錯誤。RS-485的地址可由雙列直插式封裝開關改變。通訊是二線制、半雙工，有一個600型探測器作為其伺服設備。從理論上說，主控制器在4000英尺遠可同時控制256個不同的探測器。5、警報特點紅外線氣體探測器帶有三個繼電器，兩個負責警報，一個負責故障自檢。則不帶繼電器。這三個警報都可通過跳線調到以下的工作狀態：觸點狀態（可以選擇常開或常閉），還可調整繼電器到連續通電或連續不帶電。此外，警報器也可調成靜音狀態。報警點可通過菜單進行調節。自檢警報器也可通過菜單調成靜音狀態，并對以下情況作出反應：零點漂移低于測量量程的-10%，微處理器出錯，紅外光源出錯，信號參數出錯或任何其它阻礙正常校準的狀況。繼電器觸點整定電流為250伏交流電下5安培；30伏直流電下5安培。6、編程狀態編程狀態功能使用戶能夠用磁性編程工具在菜單上的“VIEW PROGRAMMING STATUS”(即看編程狀態)設定傳感器的警報點、RS~485識別號、檢測氣體及測量范圍。一旦進入該程序，顯示屏就會自動翻頁以完成所有的調試步驟。結束后，傳感器會回到正常工作狀態。7、超量程范圍當探測器測量的氣體濃度超過測量范圍的100%LEL時，顯示屏會閃爍并顯示最高的數值。當氣體濃度恢復到測量范圍內時，顯示屏會回復到正常工作狀態。催化燃燒型氣體探測器用以監測周圍空氣中可燃氣體從0~100%LEL范圍內的變化。該傳感器采用催化燃燒技術，傳感器可在現場更換。催化燃燒型傳感器對于種類繁多的可燃性氣體有敏銳的反應。該技術對于可燃性氣體具有普遍適用性。傳感器經特殊設計有防中毒功能，能在多數工業環境中可靠工作五到十年。最堅固的結構電解法拋光316SS不銹鋼結構100%環氧樹脂封裝電路I/O輸入輸出多層保護（過壓，接線錯誤，抗電磁干擾/抗無線電波干擾）防水，防腐蝕，防震動模塊化設計、維護方便模塊化設計即插即用部件最少的組件（通用設計理念）快速螺紋拆卸（便于傳感器更換）一體化標定接口技術指標:精度0.5%LEL時：±3%；51-100%LEL時±5%響應時間T50<10s T90<30s環境溫度-40℃to75℃環境濕度0-100%RH(無冷凝)信號輸出4-20mA，RS-485電源輸入11.5-28VDC耗電量24VDC下<2W電氣和防爆等級Class 1;Division 1;Groups B,C,D;EX dIICT6安全認證CSA/NRTL(美國OSHA認證)質量保證期傳感器：2年（有條件） 信號發生器：2年運輸包裝尺寸12.5″×9.5″×8″電纜接口3/4″NPT內螺紋電纜線徑與傳輸距離RVVP(3*1MM2):1200m; RVVP(3*1.5MM2):2000m; RVVP(3*2.5MM2):4000m;探測器重量/帶包裝重量4磅/5磅 詞條圖冊 更多圖冊 解讀詞條背后的知識 必優傳感科技 國內首家傳感器垂直平臺 可燃氣體傳感器的作用有哪些？ 可燃氣體傳感器利用了鉑絲加熱后的電阻變化，并以此來檢測可燃氣體的濃度?？扇細怏w傳感器的優點就在于結實耐用，并且有著簡便化的操作。那么可燃氣體傳感器的作用有哪些呢？下面必優傳感為您簡單介紹下：可燃氣體傳感器的作用可燃氣體監測報警系統主要是針對可燃氣體濃度的異常升高進行實時測量... 2020-11-270 閱讀52

可燃氣體傳感器原理：可燃氣體傳感器工作原理，一文看懂！

可燃氣體傳感器對一種或多種的可燃氣體的濃度進行檢測并響應，在工業中的使用頻率比較高的。近年來，傳感器相關技術水平飛速發展，可燃氣體傳感器也開始朝向高穩定性、易操作性的方向發展。那么可燃氣體傳感器工作原理是怎樣的呢？下面，我們一起來了解一下吧！
可燃氣體傳感器工作原理
常見的可燃氣體傳感器有主流的可燃氣體傳感器，以及烷烴類氣體可燃氣體傳感器，我們分別來了解一下它們的工作原理。
一、可燃氣體傳感器
可燃氣體傳感器：可燃氣體傳感器是對一種或多種可燃氣體濃度響應的探測器。
紅外光學型主要是是運用了紅外傳感器對紅外線光源的吸收基本原理，而且用來檢測現場環鏡的碳氫類可燃氣體。
二、烷烴類可燃氣體傳感器
這類傳感器結實耐用，操作簡單，是全智能的可燃氣體傳感器，一般被設計用以檢測可燃性烷烴類氣體濃度在爆炸下限0~100%的變化。它采用一種獲得專利的“小型即插型可更換”紅外線光學傳感器。紅外線傳感器的特征是長時間的工作穩定性及最少的階段性維護。紅外線氣體傳感器在一些測量環鏡下是對于傳統的催化燃燒式傳感器的一種極佳的替代產品。
可燃氣體傳感器有哪些特征
可燃氣體傳感器倍受市場青睞，而受歡迎的背后離不開其優點，以下是可燃氣體傳感器的一些特征。
1、低能耗
2、故障自診斷功能、采用成本較低
3、有獨特的小型即插型現場可更換傳感器，而且配置有無影響、全智能探測器界面
4、對維護需求極少
5、輸出：4-20mA,RS-485數據總線及3個報警繼電器
6、以加熱的光學設計有效避免了冷凝現象
以上就是關于可燃氣體傳感器工作原理的介紹了，看完本文以后，您對于可燃氣體傳感器的認識是否深入一些了呢？對于可燃氣體的檢測，氣體傳感器能夠檢測到的數據都是比較精準的，而伴隨著傳感器的技術發展，可燃氣體傳感器也將越來越實用、穩定。

可燃氣體傳感器原理：感知“利”器

可燃氣體作為清潔能源在工業和居民生活中有了廣泛的應用，可燃氣體一旦發生泄露，可能發生中毒、爆炸等嚴重后果。近年來連續發生的多起燃氣爆炸安全事故再一次給我們身邊的燃氣安全問題敲響了警鐘。一次次慘痛的燃氣安全事故告訴我們，采取有效的手段，提高燃氣安全隱患的防范能力，加強對燃氣泄漏以及燃燒產物的監控非常重要。
什么是可燃氣體？
圖源網絡
可燃氣體是指能夠引燃且在常溫常壓下呈氣體狀態的物質，能夠與空氣（或氧氣）在一定濃度范圍內均勻混合形成預混氣，遇到火源會發生爆炸，燃燒過程中釋放出大量能量的氣體。
可燃氣體種類有很多，如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、天然氣、液化石油氣、城市煤氣、高爐煤氣等。
可燃氣體一旦泄漏，該如何發現它，避免事故發生呢？
圖/各類氣體爆炸極限
可燃氣體傳感器的種類？
燃氣報警器，是一種燃氣安全防范產品，當燃氣在空氣中的濃度超過設定值，可燃氣體傳感器便會被觸發產生報警?？扇細怏w傳感器主要有氧化物半導體型、催化燃燒型、電化學式型以及紅外型。
01  氧化物半導體型可燃氣體傳感器
金屬氧化物半導體在空氣中被加熱到一定溫度時，氧原子被吸附在帶負電荷的半導體表面，半導體表面的電子會被轉移到吸附氧上，氧原子就變成了氧負離子，同時在半導體表面形成一個正的空間電荷層，導致表面勢壘升高，從而阻礙電子流動（見圖1）。
半導體可燃氣體傳感器原理
在敏感材料內部，自由電子必須穿過金屬氧化物半導體微晶粒的結合部位（晶界）才能形成電流。由氧吸附產生的勢壘同樣存在于晶界而阻礙電子的自由流動，傳感器的電阻即緣于這種勢壘。在工作條件下當傳感器遇到還原性氣體時，氧負離子因與還原性氣體發生氧化還原反應而導致其表面濃度降低，勢壘隨之降低(見圖2），導致傳感器的阻值減小。
圖/半導體可燃氣體傳感器
02  催化燃燒型可燃氣體傳感器
催化燃燒式氣體傳感器由對可燃氣體進行反應的檢測元件（D）和不與可燃氣體進行反應的補償元件（C）2個部分構成。如果存在可燃氣體的話，只有檢測元件表面可以燃燒，因此檢測元件溫度上升使檢測元件的電阻增加。
相反，因為補償元件不燃燒，其電阻不發生變化。這些元件組成惠斯通電橋回路，不存在可燃氣體的氛圍中，可以調整可變電阻（VR）讓電橋回路處于平衡狀態。然后，當氣體傳感器暴露于可燃氣體中時，只有檢測元件的電阻上升，因此電橋回路的平衡被打破，這個變化表現為不均衡電壓（Vout）而可以被檢測出來。
圖/催化燃燒型可燃氣體傳感器
03  電化學型可燃氣體傳感器
傳感器由貴金屬催化劑的檢測極、對極與離子傳導體構成。當CO等可燃檢測對象氣體存在時，在檢測極催化劑上與空氣中的水蒸氣發生①式所示的反應。
CO + H2O → CO2＋ 2H+ + 2e- …①
檢測極與對極接通電流（短路）后，檢測極產生的質子(H+)與同時產生的電子（e-）分別通過離子傳導體與外部電線（引線）各自到達對極，在對極上與空氣中的氧之間發生②式所示的反應。
（1/2）O2 + 2H+ + 2e- → H2O …②
也就是說此傳感器構成了由①、②反應式形成的③反應式的全電池反應，可以認為是將氣體作為活性物質的電池。
CO + （1/2）O2 → CO2 …③
當做氣體傳感器使用時，接通檢測極與對極的電流，來測定其短路電流。
圖/電化學型可燃氣體傳感器
04  紅外型可燃氣體傳感器
紅外型可燃氣體傳感器， 運用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的碳氫類可燃氣體進行檢測。
NDIR(non-dispersive infrared)式氣體傳感器是通過由入射紅外線引發對象氣體的分子振動，利用其可吸收特定波長紅外線的現象來進行氣體檢測的。紅外線的透射率（透射光強度與源自輻射源的放射光強度之比）取決于對象氣體的濃度。用中波段紅外線照射氣體后，由于氣體分子的振動數與紅外線的能級處于同一個光譜范疇，紅外線與分子的固有振動數發生共振后，在分子振動時被氣體分子所吸收，氣體濃度與紅外線透射率的關系符合朗伯-比爾定律。
圖/MH-440D紅外甲烷傳感器
如何選型？
對可燃氣體泄漏檢測，特別是針對家用場所，在可燃氣體較低的泄漏濃度時要求能快速的檢測出來，能實現單點報警即可。另外，燃氣報警器工作于一般的家庭，必須能滿足長期免維護的要求，半導體傳感器檢測過程僅存在氣體的吸附和脫附過程，廚房內嚴重的油煙極少存留于敏感材料表面，不會影響其實際使用壽命，因此，檢測下限較低、使用壽命較長半導體氣體傳感器是家用報警器的最佳選擇。
催化燃燒氣體傳感器的精度較高，適合煤礦、石油、化工、燃氣等領域的定量檢測。但其工作溫度高，催化劑易失活，同時周圍環境內存在的膠黏劑、橡膠制品釋放出的有機硅、硫化物極易讓催化劑中毒，導致傳感器完全失效。在工業場所，一般通過標準氣體定期校檢報警器，調整放大倍數，防止催化傳感器靈敏度衰減導致精度大幅度變差。
針對人工煤氣和不完全燃燒過程中低濃度一氧化碳的檢測，因一氧化碳的高毒性，報警點一般不超過200ppm，為了防止誤報或漏報警，最好選用靈敏度和精度均較高的電化學氣體傳感器。
NDIR傳感器近幾十年來在作業環境安全和氣體檢測方面發揮了重要作用。當催化燃燒式傳感器不適合使用時，NDIR傳感器則是另一項可靠的選擇。與催化燃燒式傳感器不同，NDIR傳感器不需要頻繁的重新校準，而且它們不易中毒。
圖/可燃氣體選型導圖
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