Що таке сенсор для газоаналізаторів
Сенсор газовий (англ. gas detector або gas sensor) - пристрій, за допомогою якого можна вимірювати величину концентрації або виявляти присутність окремих компонентів газових сумішей. Сенсори входять до складу: - датчиків (блоків датчика (БД)) газоаналізаторів, а також газоаналітичних систем; - систем вимірювання та контролю загазованості, які мають можливість перетворення сигналу та видачу цифрової індикації.
Основною функцією газового сенсора (газового датчика або газового осередку) є перетворення концентрації вимірюваної речовини в безперервну напругу або будь-який інший сигнал, що дозволяє зробити реєстрацію і візуальне відобразити цей сигнал. Технічні характеристики газоаналітичного обладнання насамперед залежать від газового сенсора, який у ньому застосовується.
Основні типи газочутливих сенсорів для приладів газового аналізу
Принцип діїтермохімічного (термокаталітичного) сенсора заснований на прямій залежності тепла, одержуваного при згорянні газу, що детектується, від величини концентрації цього газу. Термокаталітичний сенсор є комплектуючим елементом і може використовуватися в стаціонарних і переносних газоаналітичних приладах, таких як: СТХ-17, СТМ-10, СТМ-30, СТМ-30М, СГГ-6М, СГГ-20, ДАТ-М, ПММ-05 та інших. Термохімічний сенсор застосовується для вимірювання наступних газів: H2, CH4, C3H8, LPG та інших горючих речовин Ex. Термокаталітичні датчики мають ряд переваг: - простота конструкції; - висока швидкодія; - як правило , наявність вибухозахищеного виконання; - здатність виявленнярізноманітних газів.
Уелектрохімічних сенсорах перевірений компонент взаємодіє з чутливим шаром безпосередньо на електроді або в шарі розчину електроліту біля нього. Електрохімічний осередок (ЕХЯ), як правило, має два або три електроди для здійснення електрохімічної реакції. Такі сенсори застосовуються в газоаналітичному обладнанні і призначені для кількісного та якісного аналізу речовин (NH3, H2, H2S, CO, Cl2, HCl, SO2, NO, NO2, O2 та інших) в рідких та газоподібних середовищах. Електрохімічні датчики мають наступні перевагами, при порівнянні їх із звичайним аналітичним обладнанням: - малі габаритні розміри; - висока селективність; - зручність використання; - простота конструкції; - висока надійність; - значний ресурс роботи; - відносно низька вартість. Розрізняють такі електрохімічні сенсори: кулонометричні, потенціометричні, амперометричні (вольтамперометрія), кондуктометричні.
Роботанапівпровідникового сенсора заснована на реєстрації змін опору при впливі на нього вимірюваного газу. Напівпровідникові сенсори (датчики) мають практично повну відсутність селективності (виборчості), але при цьому мають ряд переваг: - забезпечують тривалу роботу в необслуговуваному режимі; - порівняно дешеві і мають невеликі габаритні розміри; - мають високу швидкодію і чутливість до малих концентрацій вимірюваних газів; - мають високу технологічність виготовлення. напівпровідникових датчиків є японська компанія Figaro Engineering Inc. зі щорічним випуском сенсорів в обсязі близько 5 мільйонів штук.датчиків. Вони широко використовуються в приладах пожежної сигналізації та оповіщення як альтернативні пристрої традиційним димовим, тепловим і оптичним сигналізаторам.
Оптичні сенсори фіксують зміну оптичної щільності досліджуваної газової суміші за певної довжини хвилі. Розрізняють такі оптичні датчики: спектрофотометричні, люмінесцентні.
Доелектричних хімічних сенсорів відносяться: польові транзистори, органічні напівпровідники (фталоціаніни) та напівпровідники з електронною провідністю на основі оксидів металів (W, Zn, Sn, Cr, Ti, V, Cd та інших). Вимірюваними величинами є заряд або ємність, провідність, різниця потенціалів, що змінюються при впливі речовини, що аналізується.
В основі роботи магнітних сенсорів (датчиків магнітного поля) лежить магніторезистивний ефект або ефект Холла. До магнітних датчиків відносяться: магніторезистивні напівпровідникові елементи, датчики Холла та інші.
Чуттєві до зміни маси сенсори працюють за рахунок забезпечення переважної адсорбції молекул детектованого газу на поверхні кристала за допомогою нанесення тонкого шару адсорбуючого матеріалу. До чутливих до зміни маси датчиків відносять п'єзоелектричні та акустичні на поверхневих водах.
В даний час у лінійці хімічних сенсорів присутні найбільш поширені типорозміри, що дозволяють підібрати газовий датчик під будь-який газоаналізатор, або газоаналітичну систему.