气体传感器工业等各领域都有哪些应用?
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气体传感器是一种电子元件,它将气体成分和浓度等信息转换成可供人、仪器和计算机使用的信息。常见的气体传感器有半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧气体传感器、热导气体传感器、红外气体传感器、固体电解质气体传感器等。如今,气体传感器已经广泛应用于各个领域。
气体传感器的终端产品类型广泛、用途多样、个性化程度也很高,不仅能够用于检测环境中的可燃性气体,如天然气、液化气、氢气等,还能够检测有毒有害气体,如一氧化碳、硫化氢、氨气、甲醛、苯、甲苯等,还可以检测氧气、二氧化碳等与人类活动密切相关的气体,同时也在酒驾监测、医疗监测等领域用于检测酒精、CO2等气体。
有毒气体包括甲烷、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等,这些气体会通过呼吸器官在人体内部对脏器造成危害,还会抑制人体内部组织或细胞的换氧能力,引起肌体组织缺氧而发生窒息性中毒,因此也叫窒息性气体。
腐蚀性气体一般是消毒气体如氯气、臭氧气体、二氧化氯气体等发生泄露时,对人体的呼吸系统起腐蚀作用产生毒害。
易燃易爆气体与空气混合达到一定比例时,遇明火会引起燃烧甚至爆炸,而造成危害,如甲烷、氢气等。
气体传感器的应用场景:
一、新装修房屋中的有害气体检测
新装修的房屋中有90%以上存在有害气体严重超标。以甲醛为例:很多新房刚装修完后,甲醛浓度超过2.5ppm,有些高达十几ppm。
家庭可以通过安装甲醛传感器、VOC传感器和空气质量传感器,对甲醛、苯、甲苯等挥发性有机化合物(VOCs)进行独立的气体检测,然后通过与空调、空气净化器等设备联动,以达到新房污染检测与处理相结合的目的,打造舒适的家居环境。
二、汽车内部的空气质量监测
汽车内部的污染源,主要来自车身本身的装饰材料的挥发物,如甲醛、二甲苯、苯等。和新房内空气污染严重类似,新车内的空气污染同样不容忽视。车内空气污染源主要来自车体本身、装饰材料等,这些苯、二甲苯、甲醛等有毒物质对人体造成的伤害无法逆转。通过安装甲醛传感器、一氧化碳传感器、 PM2.5传感器,不仅起到监测车内有害气体的作用,还可以监测车内一氧化碳的浓度,起到安全警示和提醒作用,防止悲剧发生。
另一种屡见报端的车内危害气体,是被称为“沉默的杀手”的一氧化碳,其主要来源是汽车发动机和汽车尾气,因停车时开启空调而产生,若聚集于车内时,车内人员会因吸入这种无色无味的毒气而在不觉中中毒身亡。
三、办公室内空气质量监测
现代人每天大约有80%时间生活、工作在室内,室内与室外的通风换气机会大大减少。国外大量研究结果表明,室内空气污染会引起“致病建筑综合症”(BBS),症状包括头痛、眼、鼻和喉部不适,干咳,皮肤干燥发痒,头晕恶心注意力难于集中和对气味敏感等。建筑关联病(BRI),症状有咳嗽,胸部发紧,发烧寒颤和肌肉疼痛等。
室内PM2.5主要来源于吸烟、炒菜时候的油烟以及不完全燃烧的煤气等情况,容易导致多种疾病,特别对于老人、儿童、婴儿或者是原本就有呼吸、心血管系统疾病的人伤害特别严重。
在实际应用中,红外原理传感器由于精度不足,无法准确测量PM2.5的浓度,主要用于检测对象为大粒径、高浓度的工矿扬尘。而激光原理传感器主要应用在PM2.5检测领域,以精度量化PM2.5质量,可嵌入到家用(车载、手持)空气检测仪、空气净化器中。此外,激光原理传感器在物联网数据采集、环境质量检测等领域亦有应用。