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可燃气体传感器原理：催化燃烧式可燃气体传感器的原理

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可燃气体传感器原理：可燃气体传感器

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可燃气体传感器
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催化型可燃气体传感器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度 。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。
中文名
可燃气体传感器
0.5%LEL时
±3%；51-100%LEL时±5%
传感器
2年（有条件）信号发生器
RVVP(3*1MM2)
1200m;RVVP(3*1.5MM2)
可燃气体传感器可燃气体传感器：可燃气体传感器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体传感器有催化燃烧红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体！烷烃类可燃气体传感器结实耐用，操作简便的智能型可燃气体传感器，被设计用以检测可燃性烷烃类气体浓度在爆炸下限0~100%的变化。这种探测器使用一种获得专利的“小型即插型可更换”红外线光学传感器。红外线传感器的特点是长时间的工作稳定性及最少的阶段性维护。红外线气体传感器在某些测量环境下是对于传统的催化燃烧式传感器的一种极佳的替代产品。红外线可燃气体传感器在以下应用环境下是理想的选择：● 频繁的催化毒气曝露● 频繁的高可燃性气体排放● 缺氧环境● 探测不易实现的环境典型应用● 远洋作业平台及钻井平台 ●　炼油厂● 石化厂 ●　压缩天然气及液化气处理● 废水处理 ●　化工厂● 泵站 ●　热电厂特点● 独特的小型即插型现场可更换传感器● 无干扰、智能型探测器界面● 输出：4-20mA, RS-485数据总线及3个报警继电器● 极少的维护要求● 加热的光学设计避免了冷凝现象● 故障自诊断功能● 长期使用成本低廉● 五年的额定费用质量保证● 低能耗可燃气体传感器是以甲烷作为标准气体进行实地校准和软件调试的。也可以其它气体进行样准，下表是可提供的校准气体：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 环丙烷 环己烷 环己烯 蒎烯 苯 甲苯 二甲苯 甲醇 乙醇 丙醇 异丁醇 二甲胺 三甲胺 吡啶二甲醚 乙醚 乙烯醚 环氧乙烷 四氢呋喃 二氧六环丙酮 丁酮戊酮 庚酮 甲基异丁基酮红外线可燃气体传感器技术特性1、介绍技术红外线可燃气体传感器属于无干扰智能型产品，具有良好的安全性能，操作灵活简便。这种探测器的一个主要的特点是它的自动校准功能，可以通过带背光的液晶显示屏上的提示一步步地引导操作者进行校准。红外线气体探测器提供三种不同的输出方式：模拟信号4~20mA直流电；RS-485通讯接口及3个继电器（两个报警，一个故障自检）。可对警铃进行现场调试和编程。这些不同的输出方式为系统建立提供了最大的灵活性。则只提供4~20MA直流电的输出。控制电路以微处理芯片为基础，封装成一个即插型模块并被连在标准的连接模板上。传感器及信号发生器被安装在一个防爆机壳内，机壳上有玻璃罩。带有背光的数字显示屏既可显示传感器读数也可在编程时显示菜单功能。所有的红外线气体探测器都属于电器分类：Class I; Groups B, C, D; Division 1。这种产品系列延续了在气体传感器设计中体现的“易于安装、易于维护”的理念。2、无干扰封装
可燃气体天然气瓦斯传感器
探测器被封装在防爆金属外壳内。外壳上旋着一个带玻璃的盖子。位于变送器面板上的磁性编程按钮可通过手持的磁性编程工具对其进行操作，这就保证了传感器界面操作的无干扰性。所有的校准和现场调试都可在不开盖，保持现场原有状态的情况下进行。3、简便的校准带背光的液晶显示屏上显示校准提示，大大简化了校准步骤。技术人员只需用磁性编程工具就可简单地开始校准程序。校准程序一经启动，探测器就显示校准菜单，菜单提供了零位校准及起始校准两种选择。选ZERO就会开始自动归零功能。校准结束显示将恢复到校准菜单。选SPAN将开始自动起始状态校准，显示屏会要求提供该探测器整定的气体及其浓度。气体一经提供，探测器就开始自动起始校准。当信号稳定下来后，探测器会记录起始数据并提示操作人员断开气源。一旦气体浓度归零，探测器会自动继续它原来的正常工作。如果因任何原因探测器无法执行校准程序，探测器会显示出错提示。这一程序只需不到三分钟的时间而且几乎是不会出差错的。4、信号输出红外线气体传感器有两种信号输出：模拟的4~20mA输出和RS-485数据总线输出。而500型则只有一种4~20mA的输出。输出信号是与探测范围相关的4~20mA线性模拟信号。这种信号与的10系列及12系列多模块控制器，可编程逻辑控制器以及其它标准的数据获取设备兼容。模拟输出还有两个其它功能。第一，当进入校准菜单时，4~20mA信号会降至2mA。该低电流会保持到传感器回复到正常运作状态。第二，一旦出错，4~20mA信号会降至0mA，这一状况将保持到出错状态恢复正常。这些输出信号的变化可被外部设备用来识别及记录传感器的工作状态。RS-485数据通讯中使用Modbus RTU协议，这一协议与几乎所有的可编程逻辑控制器、人机界面软件及其它控制系统兼容。因为Modbus RTU协议是一种标准。从RS-485通讯接口可获得以下信息：探测器读数、探测器警报点、校准模式、探测器错误、两个警报器状态及校准程序错误。RS-485的地址可由双列直插式封装开关改变。通讯是二线制、半双工，有一个600型探测器作为其伺服设备。从理论上说，主控制器在4000英尺远可同时控制256个不同的探测器。5、警报特点红外线气体探测器带有三个继电器，两个负责警报，一个负责故障自检。则不带继电器。这三个警报都可通过跳线调到以下的工作状态：触点状态（可以选择常开或常闭），还可调整继电器到连续通电或连续不带电。此外，警报器也可调成静音状态。报警点可通过菜单进行调节。自检警报器也可通过菜单调成静音状态，并对以下情况作出反应：零点漂移低于测量量程的-10%，微处理器出错，红外光源出错，信号参数出错或任何其它阻碍正常校准的状况。继电器触点整定电流为250伏交流电下5安培；30伏直流电下5安培。6、编程状态编程状态功能使用户能够用磁性编程工具在菜单上的“VIEW PROGRAMMING STATUS”(即看编程状态)设定传感器的警报点、RS~485识别号、检测气体及测量范围。一旦进入该程序，显示屏就会自动翻页以完成所有的调试步骤。结束后，传感器会回到正常工作状态。7、超量程范围当探测器测量的气体浓度超过测量范围的100%LEL时，显示屏会闪烁并显示最高的数值。当气体浓度恢复到测量范围内时，显示屏会回复到正常工作状态。催化燃烧型气体探测器用以监测周围空气中可燃气体从0~100%LEL范围内的变化。该传感器采用催化燃烧技术，传感器可在现场更换。催化燃烧型传感器对于种类繁多的可燃性气体有敏锐的反应。该技术对于可燃性气体具有普遍适用性。传感器经特殊设计有防中毒功能，能在多数工业环境中可靠工作五到十年。最坚固的结构电解法抛光316SS不锈钢结构100%环氧树脂封装电路I/O输入输出多层保护（过压，接线错误，抗电磁干扰/抗无线电波干扰）防水，防腐蚀，防震动模块化设计、维护方便模块化设计即插即用部件最少的组件（通用设计理念）快速螺纹拆卸（便于传感器更换）一体化标定接口技术指标:精度0.5%LEL时：±3%；51-100%LEL时±5%响应时间T50<10s T90<30s环境温度-40℃to75℃环境湿度0-100%RH(无冷凝)信号输出4-20mA，RS-485电源输入11.5-28VDC耗电量24VDC下<2W电气和防爆等级Class 1;Division 1;Groups B,C,D;EX dIICT6安全认证CSA/NRTL(美国OSHA认证)质量保证期传感器：2年（有条件） 信号发生器：2年运输包装尺寸12.5″×9.5″×8″电缆接口3/4″NPT内螺纹电缆线径与传输距离RVVP(3*1MM2):1200m; RVVP(3*1.5MM2):2000m; RVVP(3*2.5MM2):4000m;探测器重量/带包装重量4磅/5磅 词条图册 更多图册 解读词条背后的知识 必优传感科技 国内首家传感器垂直平台 可燃气体传感器的作用有哪些？ 可燃气体传感器利用了铂丝加热后的电阻变化，并以此来检测可燃气体的浓度。可燃气体传感器的优点就在于结实耐用，并且有着简便化的操作。那么可燃气体传感器的作用有哪些呢？下面必优传感为您简单介绍下：可燃气体传感器的作用可燃气体监测报警系统主要是针对可燃气体浓度的异常升高进行实时测量... 2020-11-270 阅读52

可燃气体传感器原理：可燃气体传感器工作原理，一文看懂！

可燃气体传感器对一种或多种的可燃气体的浓度进行检测并响应，在工业中的使用频率比较高的。近年来，传感器相关技术水平飞速发展，可燃气体传感器也开始朝向高稳定性、易操作性的方向发展。那么可燃气体传感器工作原理是怎样的呢？下面，我们一起来了解一下吧！
可燃气体传感器工作原理
常见的可燃气体传感器有主流的可燃气体传感器，以及烷烃类气体可燃气体传感器，我们分别来了解一下它们的工作原理。
一、可燃气体传感器
可燃气体传感器：可燃气体传感器是对一种或多种可燃气体浓度响应的探测器。
红外光学型主要是是运用了红外传感器对红外线光源的吸收基本原理，而且用来检测现场环镜的碳氢类可燃气体。
二、烷烃类可燃气体传感器
这类传感器结实耐用，操作简单，是全智能的可燃气体传感器，一般被设计用以检测可燃性烷烃类气体浓度在爆炸下限0~100%的变化。它采用一种获得专利的“小型即插型可更换”红外线光学传感器。红外线传感器的特征是长时间的工作稳定性及最少的阶段性维护。红外线气体传感器在一些测量环镜下是对于传统的催化燃烧式传感器的一种极佳的替代产品。
可燃气体传感器有哪些特征
可燃气体传感器倍受市场青睐，而受欢迎的背后离不开其优点，以下是可燃气体传感器的一些特征。
1、低能耗
2、故障自诊断功能、采用成本较低
3、有独特的小型即插型现场可更换传感器，而且配置有无影响、全智能探测器界面
4、对维护需求极少
5、输出：4-20mA,RS-485数据总线及3个报警继电器
6、以加热的光学设计有效避免了冷凝现象
以上就是关于可燃气体传感器工作原理的介绍了，看完本文以后，您对于可燃气体传感器的认识是否深入一些了呢？对于可燃气体的检测，气体传感器能够检测到的数据都是比较精准的，而伴随着传感器的技术发展，可燃气体传感器也将越来越实用、稳定。

可燃气体传感器原理：感知“利”器

可燃气体作为清洁能源在工业和居民生活中有了广泛的应用，可燃气体一旦发生泄露，可能发生中毒、爆炸等严重后果。近年来连续发生的多起燃气爆炸安全事故再一次给我们身边的燃气安全问题敲响了警钟。一次次惨痛的燃气安全事故告诉我们，采取有效的手段，提高燃气安全隐患的防范能力，加强对燃气泄漏以及燃烧产物的监控非常重要。
什么是可燃气体？
图源网络
可燃气体是指能够引燃且在常温常压下呈气体状态的物质，能够与空气（或氧气）在一定浓度范围内均匀混合形成预混气，遇到火源会发生爆炸，燃烧过程中释放出大量能量的气体。
可燃气体种类有很多，如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、氢气（H2）、一氧化碳（CO）、天然气、液化石油气、城市煤气、高炉煤气等。
可燃气体一旦泄漏，该如何发现它，避免事故发生呢？
图/各类气体爆炸极限
可燃气体传感器的种类？
燃气报警器，是一种燃气安全防范产品，当燃气在空气中的浓度超过设定值，可燃气体传感器便会被触发产生报警。可燃气体传感器主要有氧化物半导体型、催化燃烧型、电化学式型以及红外型。
01  氧化物半导体型可燃气体传感器
金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，同时在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒升高，从而阻碍电子流动（见图1）。
半导体可燃气体传感器原理
在敏感材料内部，自由电子必须穿过金属氧化物半导体微晶粒的结合部位（晶界）才能形成电流。由氧吸附产生的势垒同样存在于晶界而阻碍电子的自由流动，传感器的电阻即缘于这种势垒。在工作条件下当传感器遇到还原性气体时，氧负离子因与还原性气体发生氧化还原反应而导致其表面浓度降低，势垒随之降低(见图2），导致传感器的阻值减小。
图/半导体可燃气体传感器
02  催化燃烧型可燃气体传感器
催化燃烧式气体传感器由对可燃气体进行反应的检测元件（D）和不与可燃气体进行反应的补偿元件（C）2个部分构成。如果存在可燃气体的话，只有检测元件表面可以燃烧，因此检测元件温度上升使检测元件的电阻增加。
相反，因为补偿元件不燃烧，其电阻不发生变化。这些元件组成惠斯通电桥回路，不存在可燃气体的氛围中，可以调整可变电阻（VR）让电桥回路处于平衡状态。然后，当气体传感器暴露于可燃气体中时，只有检测元件的电阻上升，因此电桥回路的平衡被打破，这个变化表现为不均衡电压（Vout）而可以被检测出来。
图/催化燃烧型可燃气体传感器
03  电化学型可燃气体传感器
传感器由贵金属催化剂的检测极、对极与离子传导体构成。当CO等可燃检测对象气体存在时，在检测极催化剂上与空气中的水蒸气发生①式所示的反应。
CO + H2O → CO2＋ 2H+ + 2e- …①
检测极与对极接通电流（短路）后，检测极产生的质子(H+)与同时产生的电子（e-）分别通过离子传导体与外部电线（引线）各自到达对极，在对极上与空气中的氧之间发生②式所示的反应。
（1/2）O2 + 2H+ + 2e- → H2O …②
也就是说此传感器构成了由①、②反应式形成的③反应式的全电池反应，可以认为是将气体作为活性物质的电池。
CO + （1/2）O2 → CO2 …③
当做气体传感器使用时，接通检测极与对极的电流，来测定其短路电流。
图/电化学型可燃气体传感器
04  红外型可燃气体传感器
红外型可燃气体传感器， 运用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的碳氢类可燃气体进行检测。
NDIR(non-dispersive infrared)式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。红外线的透射率（透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比）取决于对象气体的浓度。用中波段红外线照射气体后，由于气体分子的振动数与红外线的能级处于同一个光谱范畴，红外线与分子的固有振动数发生共振后，在分子振动时被气体分子所吸收，气体浓度与红外线透射率的关系符合朗伯-比尔定律。
图/MH-440D红外甲烷传感器
如何选型？
对可燃气体泄漏检测，特别是针对家用场所，在可燃气体较低的泄漏浓度时要求能快速的检测出来，能实现单点报警即可。另外，燃气报警器工作于一般的家庭，必须能满足长期免维护的要求，半导体传感器检测过程仅存在气体的吸附和脱附过程，厨房内严重的油烟极少存留于敏感材料表面，不会影响其实际使用寿命，因此，检测下限较低、使用寿命较长半导体气体传感器是家用报警器的最佳选择。
催化燃烧气体传感器的精度较高，适合煤矿、石油、化工、燃气等领域的定量检测。但其工作温度高，催化剂易失活，同时周围环境内存在的胶黏剂、橡胶制品释放出的有机硅、硫化物极易让催化剂中毒，导致传感器完全失效。在工业场所，一般通过标准气体定期校检报警器，调整放大倍数，防止催化传感器灵敏度衰减导致精度大幅度变差。
针对人工煤气和不完全燃烧过程中低浓度一氧化碳的检测，因一氧化碳的高毒性，报警点一般不超过200ppm，为了防止误报或漏报警，最好选用灵敏度和精度均较高的电化学气体传感器。
NDIR传感器近几十年来在作业环境安全和气体检测方面发挥了重要作用。当催化燃烧式传感器不适合使用时，NDIR传感器则是另一项可靠的选择。与催化燃烧式传感器不同，NDIR传感器不需要频繁的重新校准，而且它们不易中毒。
图/可燃气体选型导图
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