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什么樣的傳感器可提高檢測(cè)水平
2014-07-24
檢測(cè)可燃性氣體的傳感器有催化燃燒和紅外吸收兩種原理，各生產(chǎn)廠家通常使用催化燃燒原理的傳感器，而很少使用價(jià)格較高，穩(wěn)定性更好，準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強(qiáng)，適用惡劣環(huán)境、維護(hù)少、壽命長(zhǎng)的紅外檢測(cè)原理傳感器。紅外檢測(cè)原理傳感器一般被視為檢測(cè)可燃性氣體的高端產(chǎn)品。但由于價(jià)格方面的因素，在實(shí)際應(yīng)用中很難替代催化燃燒原理傳感器的檢測(cè)儀，并得以推廣。
催化燃燒原理傳感器包括一個(gè)惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，電橋測(cè)量橋（鉑金絲電橋）上涂有催化劑。測(cè)量時(shí)，在參比和測(cè)量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1=V2，輸出為零。如果有可燃?xì)怏w存在，它的燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱量，電橋溫度升高、電阻發(fā)生變化，而參比橋不變。兩個(gè)電橋之間產(chǎn)生壓差，輸出一個(gè)電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)值同被測(cè)氣體的濃度成正比。
催化燃燒原理傳感器對(duì)大部分可燃性氣體都產(chǎn)生反應(yīng)，它檢測(cè)的可燃?xì)鉂舛戎凳黔h(huán)境中各種可燃?xì)鉂舛鹊木C合值，同時(shí)這個(gè)燃燒反應(yīng)是一個(gè)需要有氧氣參加的反應(yīng)，即被檢測(cè)環(huán)境中的氧氣含量不能太低，當(dāng)氧氣含量低于16%時(shí)它的檢測(cè)值就會(huì)偏低。另一個(gè)因素是當(dāng)環(huán)境中存在含硅、氯、硫的化合物時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象，使檢測(cè)的靈敏度嚴(yán)重降低甚至造成傳感器失效。
這種原理傳感器設(shè)計(jì)和制造相對(duì)簡(jiǎn)單，因而價(jià)格較低，不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品價(jià)格從幾十元到幾百元，進(jìn)口傳感器每只也僅1000元左右。但傳感器的穩(wěn)定性較差，它只能檢測(cè)低于爆炸下限的可燃?xì)鉂舛?，氣體濃度過(guò)高或長(zhǎng)時(shí)間接觸低濃度氣體都會(huì)造成傳感器的靈敏度大幅度下降或損壞，正常情況下每半年須用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)傳感器進(jìn)行一次校準(zhǔn)（在特殊環(huán)境中，如中國(guó)的煤礦經(jīng)常存在較低濃度的可燃?xì)?，傳感器須?周校準(zhǔn)測(cè)試一次）。
紅外吸收原理檢測(cè)器是利用比耳－朗格紅外吸收定律，即不同氣體對(duì)特定波長(zhǎng)的光有吸收，吸收的強(qiáng)度和氣體的濃度成正比。
這種紅外原理檢測(cè)器包括紅外光源發(fā)射和紅外光線接收兩部分以及外圍處理電路，各個(gè)生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)思路不同，有對(duì)射式（一個(gè)發(fā)射和一個(gè)接收兩個(gè)部件）和反射式（通過(guò)光學(xué)反射鏡將發(fā)射出去的光線反射回來(lái)在同一個(gè)部件中）兩種方式。
傳統(tǒng)的紅外原理檢測(cè)器之所以不能稱為“傳感器”的原因就是，他們的檢測(cè)元件不是一個(gè)模塊或者說(shuō)不能成為單獨(dú)的一個(gè)部分，它們的發(fā)射和接收或反射不是在同一個(gè)模塊內(nèi)組成的，而是分成不同的部分，一般體積都較大。因?yàn)榧t外吸收的是特定波長(zhǎng)的光線，對(duì)光源或分光部件、光源的強(qiáng)度、穩(wěn)定性的要求都很高，反射、接收部分也是要求極高的光學(xué)部件，因此價(jià)格一般都較為昂貴，所以使用和推廣在很大程度上受到限制。而且光學(xué)部件會(huì)被環(huán)境中的灰塵覆蓋，使透光或反射的強(qiáng)度降低，造成檢測(cè)器的故障報(bào)警，成為這種檢測(cè)器的一大缺陷。
非色散紅外原理NDIR（Non DispersiveInfrared）傳感器是最近幾年才面世的一種新技術(shù)。它大大降低了利用紅外原理檢測(cè)可燃性氣體和CO2氣體的成本，也使紅外原理檢測(cè)儀在檢測(cè)可燃性氣體領(lǐng)域的推廣成為可能，而且是今后實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)趨勢(shì)和方向。
這里稱之為傳感器，是因?yàn)樗捏w積很小，功能穩(wěn)定，完全是一個(gè)可插拔的模塊。
非色散紅外原理是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個(gè)很小波段的光譜線，被檢測(cè)的氣體對(duì)這個(gè)很小波段的光譜線吸收。這樣的傳感器一般包括：一個(gè)紅外發(fā)射光源、光通路（吸收區(qū)）、2個(gè)濾光片分光（1個(gè)檢測(cè)被測(cè)氣體需要的光譜波段、另1個(gè)作為不被被測(cè)氣體吸收的參比光譜波段）和接收轉(zhuǎn)換器幾個(gè)部分。
英國(guó)Dynament公司研發(fā)的最新型非色散紅外傳感器運(yùn)用了非色散紅外技術(shù)，通過(guò)濾光片得到所需要的波段。非色散紅外傳感器改變了傳統(tǒng)紅外檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)，它不再使用單獨(dú)的光學(xué)部件，也沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)射和接收部分，大大縮小了檢測(cè)儀的體積。非色散紅外傳感器除保持了穩(wěn)定性、抗干擾性和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)外，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還避免了粉塵對(duì)檢測(cè)的影響。
傳感器產(chǎn)品信息：http://www.91zenqing.cn/product/enclosure/
催化燃燒原理傳感器包括一個(gè)惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，電橋測(cè)量橋（鉑金絲電橋）上涂有催化劑。測(cè)量時(shí)，在參比和測(cè)量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1=V2，輸出為零。如果有可燃?xì)怏w存在，它的燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱量，電橋溫度升高、電阻發(fā)生變化，而參比橋不變。兩個(gè)電橋之間產(chǎn)生壓差，輸出一個(gè)電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)值同被測(cè)氣體的濃度成正比。
催化燃燒原理傳感器對(duì)大部分可燃性氣體都產(chǎn)生反應(yīng)，它檢測(cè)的可燃?xì)鉂舛戎凳黔h(huán)境中各種可燃?xì)鉂舛鹊木C合值，同時(shí)這個(gè)燃燒反應(yīng)是一個(gè)需要有氧氣參加的反應(yīng)，即被檢測(cè)環(huán)境中的氧氣含量不能太低，當(dāng)氧氣含量低于16%時(shí)它的檢測(cè)值就會(huì)偏低。另一個(gè)因素是當(dāng)環(huán)境中存在含硅、氯、硫的化合物時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象，使檢測(cè)的靈敏度嚴(yán)重降低甚至造成傳感器失效。
這種原理傳感器設(shè)計(jì)和制造相對(duì)簡(jiǎn)單，因而價(jià)格較低，不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品價(jià)格從幾十元到幾百元，進(jìn)口傳感器每只也僅1000元左右。但傳感器的穩(wěn)定性較差，它只能檢測(cè)低于爆炸下限的可燃?xì)鉂舛?，氣體濃度過(guò)高或長(zhǎng)時(shí)間接觸低濃度氣體都會(huì)造成傳感器的靈敏度大幅度下降或損壞，正常情況下每半年須用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)傳感器進(jìn)行一次校準(zhǔn)（在特殊環(huán)境中，如中國(guó)的煤礦經(jīng)常存在較低濃度的可燃?xì)?，傳感器須?周校準(zhǔn)測(cè)試一次）。
紅外吸收原理檢測(cè)器是利用比耳－朗格紅外吸收定律，即不同氣體對(duì)特定波長(zhǎng)的光有吸收，吸收的強(qiáng)度和氣體的濃度成正比。
這種紅外原理檢測(cè)器包括紅外光源發(fā)射和紅外光線接收兩部分以及外圍處理電路，各個(gè)生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)思路不同，有對(duì)射式（一個(gè)發(fā)射和一個(gè)接收兩個(gè)部件）和反射式（通過(guò)光學(xué)反射鏡將發(fā)射出去的光線反射回來(lái)在同一個(gè)部件中）兩種方式。
傳統(tǒng)的紅外原理檢測(cè)器之所以不能稱為“傳感器”的原因就是，他們的檢測(cè)元件不是一個(gè)模塊或者說(shuō)不能成為單獨(dú)的一個(gè)部分，它們的發(fā)射和接收或反射不是在同一個(gè)模塊內(nèi)組成的，而是分成不同的部分，一般體積都較大。因?yàn)榧t外吸收的是特定波長(zhǎng)的光線，對(duì)光源或分光部件、光源的強(qiáng)度、穩(wěn)定性的要求都很高，反射、接收部分也是要求極高的光學(xué)部件，因此價(jià)格一般都較為昂貴，所以使用和推廣在很大程度上受到限制。而且光學(xué)部件會(huì)被環(huán)境中的灰塵覆蓋，使透光或反射的強(qiáng)度降低，造成檢測(cè)器的故障報(bào)警，成為這種檢測(cè)器的一大缺陷。
非色散紅外原理NDIR（Non DispersiveInfrared）傳感器是最近幾年才面世的一種新技術(shù)。它大大降低了利用紅外原理檢測(cè)可燃性氣體和CO2氣體的成本，也使紅外原理檢測(cè)儀在檢測(cè)可燃性氣體領(lǐng)域的推廣成為可能，而且是今后實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)趨勢(shì)和方向。
這里稱之為傳感器，是因?yàn)樗捏w積很小，功能穩(wěn)定，完全是一個(gè)可插拔的模塊。
非色散紅外原理是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個(gè)很小波段的光譜線，被檢測(cè)的氣體對(duì)這個(gè)很小波段的光譜線吸收。這樣的傳感器一般包括：一個(gè)紅外發(fā)射光源、光通路（吸收區(qū)）、2個(gè)濾光片分光（1個(gè)檢測(cè)被測(cè)氣體需要的光譜波段、另1個(gè)作為不被被測(cè)氣體吸收的參比光譜波段）和接收轉(zhuǎn)換器幾個(gè)部分。
英國(guó)Dynament公司研發(fā)的最新型非色散紅外傳感器運(yùn)用了非色散紅外技術(shù)，通過(guò)濾光片得到所需要的波段。非色散紅外傳感器改變了傳統(tǒng)紅外檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)，它不再使用單獨(dú)的光學(xué)部件，也沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)射和接收部分，大大縮小了檢測(cè)儀的體積。非色散紅外傳感器除保持了穩(wěn)定性、抗干擾性和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)外，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還避免了粉塵對(duì)檢測(cè)的影響。
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