• 四種不同類(lèi)型氫氣傳感器工作原理 2022-10-25

    氫氣作為一種還原性氣體和載氣,在化工、電子、醫療、金屬冶煉,特別在軍事國防領(lǐng)域有著(zhù)極為重要的應用價(jià)值。但氫氣分子很小,在生產(chǎn)、儲存、運輸和使用的過(guò)程中易泄漏,由于氫氣不利于呼吸,無(wú)色無(wú)味,不能被人鼻所發(fā)覺(jué),且著(zhù)火點(diǎn)僅為 585 ℃,空氣中含量在 4.0%~75.6%范圍內 ,遇明火即發(fā)生爆炸 ,故在氫氣的使用中必須利用氫氣傳感器對環(huán)境中氫氣的含量進(jìn)行檢測并對其泄漏進(jìn)行監測。但是有不少的朋友對于氫氣傳感器的原理卻知之甚少。那么您知道氫氣傳感器的原理是怎么樣的嗎?


    氫氣傳感器分類(lèi)以及原理:


    1 、氫氣傳感器檢測原理一:金屬氧化物半導體(MOS)氫氣傳感器


    金屬氧化物半導體(MOS)氫氣傳感器由一個(gè)加熱電阻器和一個(gè)由沉積在加熱器上的金屬氧化物層制成的敏感電阻器組成,加熱電阻器將傳感器加熱至其工作溫度(200–500°C)。金屬氧化物層的電阻隨溫度和周?chē)諝庵械臍浜慷兓?/p>


    2、氫氣傳感器檢測原理二:熱導原理氫氣傳感器


    導熱氣敏材料根據不同可燃性氣體與空氣導熱系數的差異來(lái)測量氣體濃度。通常導熱系數的差異通過(guò)電路轉化為電阻的變化,傳統的檢測方法是將待測氣體送入氣室,氣室的中心是熱敏元件,如熱敏電阻、鉑絲或鎢絲,加熱到一定溫度。


    當待檢測氣體的熱導率高時(shí),熱量將更容易從熱敏元件中消散,并且其電阻將減小。改變的電阻將通過(guò)信號調節和轉換電路(一種可以將傳感元件輸出的電信號轉換成便于顯示、記錄和控制的有用信號的電路),在那里它被惠斯通電橋轉換成不平衡。


    熱導式氣體傳感器是一種電子式氣體傳感器,是一種能夠感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的裝置或器件。它可以將與氣體類(lèi)型和濃度相關(guān)的信息轉換成電信號,以便進(jìn)行檢測、監控、分析和報警。然而,熱導式氣體傳感器在氣體檢測中也存在檢測精度差、靈敏度低、溫漂大等缺陷,限制了其廣泛應用。


    3、氫氣傳感器檢測原理三:催化燃燒原理氫氣傳感器


    催化燃燒式氫氣傳感器由兩個(gè)珠狀物組成,珠狀物圍繞著(zhù)一根在高溫(450°C)下工作的電線(xiàn)。一個(gè)珠子沒(méi)有添加催化劑被鈍化,這樣當它與氫氣分子接觸時(shí)就不會(huì )發(fā)生反應,作為背景參考。另一個(gè)珠子被涂上催化劑以促進(jìn)與氣體的反應。珠子通常放置在惠斯通電橋電路的獨立支腿上。當氫氣存在時(shí),催化珠上的電阻增加,而鈍化珠上的電阻沒(méi)有變化。這改變了電橋的平衡,改變了輸出電壓值Vout。


    4、氫氣傳感器檢測原理四:電化學(xué)氫氣傳感器


    電化學(xué)氫氣傳感器(H2傳感器)的工作原理與燃料電池相同。它們由一層薄薄的電解液隔開(kāi)的陽(yáng)極和陰極組成。當氫氣通過(guò)電解液時(shí),會(huì )發(fā)生可逆的化學(xué)反應,產(chǎn)生與氣體濃度成比例的電流。電化學(xué)氫氣傳感器運行所需的功率非常小,其功耗在所有傳感器類(lèi)型中是最低的。電化學(xué)氫氣傳感器具有靈敏度高、反應時(shí)間短、校準后重現性好、線(xiàn)性好、零點(diǎn)穩定、交叉靈敏度相對較低等特點(diǎn)。它們在安全和過(guò)程控制應用中非常有用。電化學(xué)氫氣傳感器的一個(gè)主要缺點(diǎn)是,隨著(zhù)時(shí)間的推移,由于失去催化表面,靈敏度會(huì )降低。


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