Reste los tipos de sensores de gas utilizados en el campo de la seguridad.
Los sensores de gas se utilizan principalmente para detectar un gas específico, midiendo si el gas existe cerca del sensor o el contenido del aire cerca del sensor. Por ello, los sensores de gas suelen ser muy importantes en los sistemas de seguridad. Estos sensores pueden proporcionar información sobre gases combustibles, inflamables y tóxicos para el sistema de seguridad, así como el consumo de oxígeno y la proporción de dióxido de carbono en la zona.
Los sensores de gas comunes incluyen sensores de gas electroquímicos, sensores de gas de combustión catalítica, sensores de gas semiconductores, sensores de gas infrarrojos, etc. Debido a los diferentes principios y estructuras, los diferentes tipos de sensores tienen diferentes rendimientos, métodos de uso, gases aplicables y ocasiones aplicables. Hoy, enumeraré los tipos comunes de sensores de gas para todos, con la esperanza de ser útiles.
Sensor de gas electroquímico
Una parte considerable de los gases inflamables, tóxicos y nocivos, como el sulfuro de hidrógeno, el óxido nítrico, el dióxido de nitrógeno, el dióxido de azufre, el monóxido de carbono, etc., tienen actividad electroquímica y pueden oxidarse o reducirse electroquímicamente. Al utilizar estas reacciones, se puede distinguir la composición del gas y detectar la concentración del gas. Los sensores electroquímicos se basan en este principio.
Los sensores electroquímicos tienen muchas subcategorías:
Sensor de gas tipo batería primaria
Este tipo de sensor también se conoce como sensor de gas de tipo celda Gavoni, o sensor de gas de tipo celda de combustible o sensor de gas de tipo celda espontánea. Su principio es el mismo que el de las baterías secas que usamos a diario, excepto que el electrodo de carbono y manganeso de la batería ha sido reemplazado por un electrodo de gas. Tomando como ejemplo un sensor de oxígeno, el cátodo de oxígeno se reduce y el amperímetro electrónico fluye hacia el ánodo, donde se oxida el plomo metálico. Por tanto, la magnitud de la corriente está directamente relacionada con la concentración de oxígeno. Este sensor puede detectar eficazmente gases como oxígeno, dióxido de azufre, cloro, etc.
Sensor de gas tipo celda electrolítica de potencial constante
Este tipo de sensor es muy eficaz para detectar gases reductores y su principio es diferente al de un sensor tipo batería primaria. Las reacciones electroquímicas ocurren bajo fuerza de corriente, lo que lo convierte en un verdadero sensor de análisis de Coulomb. Este sensor se ha utilizado con éxito en la detección de gases como monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, amoníaco e hidracina y actualmente es el sensor principal para detectar gases tóxicos y nocivos.
Nota: El análisis de Coulomb se refiere al método para determinar el contenido de la sustancia medida según la ley de Faraday, en función de la cantidad de electricidad consumida durante el proceso de electrólisis.
Sensor de concentración de gas tipo batería
Este tipo de sensor tiene actividad electroquímica y el gas en ambos lados de la batería electroquímica formará espontáneamente una fuerza electromotriz de diferencia de concentración. La magnitud de la fuerza electromotriz está relacionada con la concentración del gas. Ejemplos exitosos de este tipo de sensores son los sensores de oxígeno para automóviles y los detectores de dióxido de carbono del tipo electrolito sólido.
Sensor de gas de corriente extrema
Este es un sensor para medir la concentración de oxígeno y su principio de funcionamiento se basa en el efecto de bomba de oxígeno de un electrolito sólido de óxido de zinc estable. La corriente límite se obtiene controlando el oxígeno suministrado al cátodo mediante difusión de gas. Este tipo de sensor se utiliza actualmente principalmente para el control de la combustión en calderas, la detección de concentración de oxígeno en acero fundido y la detección de oxígeno en automóviles.
Sensor de gas semiconductor
Los sensores de gas semiconductores utilizan las reacciones de oxidación y reducción del gas en la superficie de los semiconductores, lo que produce cambios en la resistencia de los componentes sensibles:
El oxígeno y otros gases con tendencia a adsorber iones negativos se denominan gases oxidantes: gases receptores de electrones;
Los gases con tendencia a la adsorción de iones positivos, como el hidrógeno, los óxidos de carbono y los alcoholes, se denominan gases reducidos: gases suministrados por electrones.
Cuando se adsorben gases oxidantes (reductores) en semiconductores de tipo N (P), los portadores de carga de los semiconductores disminuyen (aumentan) y la resistividad aumenta (disminuye); Adsorbidos en semiconductores de tipo P (N), los portadores de carga de los semiconductores aumentan (disminuyen) y la resistividad disminuye (aumenta). (Se puede ver que los semiconductores oxidantes y reductores son completamente opuestos). Por lo tanto, estas propiedades pueden detectar eficazmente el gas correspondiente.
Los sensores de gas semiconductores se pueden utilizar eficazmente para detectar muchos gases como metano, etano, propano, butano, alcohol, formaldehído, monóxido de carbono, dióxido de carbono, etileno, acetileno, cloruro de vinilo, estireno, ácido acrílico, etc. Especialmente, este tipo de El sensor es de bajo costo y puede satisfacer necesidades tanto industriales como civiles.
Desventajas: poca estabilidad, impacto ambiental significativo y no es adecuado para su uso en lugares con requisitos de medición precisos.
