气体传感器在实际使用中有哪些作用与优势?
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气体传感器在工业领域的应用非常广泛,主要用于检测气体的浓度,如二氧化碳、氧气、氮气、氩气等。在工业领域中,气体传感器常常被用于气体泄漏检测、工业通风系统、气体传感器故障检测等方面。在医疗领域,气体传感器也具有很高的应用价值,主要用于检测肿瘤气体、烟雾气体等。气体传感器还被广泛应用于安防领域,如气体传感器用于门窗检测、气体传感器用于火灾预警等方面。
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器探测头通过气体传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准,衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系,尤其在分类标准的问题上目前还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。
通常,气体传感器具有以下特性:
稳定性
稳定性是指气体传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性 ,取决于零漂移和区间漂移。零漂是指在没有气体的情况下,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指放置在气体中的传感器输出响应的变化,表现为工作时间内传感器输出信号的减小。理想情况下,传感器的年零漂移在连续工作条件下小于 10%。
灵敏度
灵敏度是指气体传感器的输出变化 与被测输入变化的比值,主要取决于传感器结构所采用的技术。大多数气体传感器是使用生物化学、电化学、物理和光学设计的。气体传感器的灵敏技术必须具有足够的灵敏度以检测阈限值(TLV)或爆炸下限(LEL)。
选择性
选择性也称为交叉敏感性。可以通过测量一定浓度的干扰气体引起的传感器响应来确定。该响应相当于对一定浓度的气体产生的传感器响应。这一特性在跟踪多种气体的应用中非常重要,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,而理想的气体传感器通常具有高灵敏度和高选择性。
耐腐蚀
耐腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数气体的能力。当大量气体泄漏时,探头应能承受10~20倍气体体积分数。当恢复到正常工作条件时,传感器漂移和零位校正值应尽可能小。
气体传感器的四大基本特性主要由材料的选择决定。选择合适的材料并开发新材料以优化气体传感器的灵敏度。
气体传感器通常体积小,操作方便,但是在使用过程中,为了使其充分发挥检测性能,还有些问题需要大家注意。总结起来,主要有以下四点:
对经常使用的气体传感器,要注意它的使用寿命,不要过期使用。一般来说,在便携式传感器中,LEL传感器的使用寿命大约为三年左右;光离子化检测仪的寿命为四年或更长一些;电化学特定气体传感器的寿命一般为一到两年;一氧化碳传感器的寿命大概在一年左右。注意如果是电化学传感器,为了防止里面的电解液出现干涸,长久不用的情况下,应该把它密封且防止在低温环境中,这样可以有效延长它的使用寿命。
第二、气体传感器需要经常性的校准和检测。气体传感器通常是用相对比较法进行测定的。所以,校零和校准是传感器日常维护中一项不可缺少的工作。
第三、注意传感器的浓度测量范围。任何超过或太低浓度的测量,都会使传感器测量误差增大,或使传感器发生损坏。
第四、气体传感器同别的传感器相比较,有一个问题需要特别注意,就是各种气体之间的干扰型。通常,每种气体传感器都对应一个特定的检测气体,所以,在选择的时候,应当了解待测气体的性质,是否对传感器输出造成干扰。