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載體催化傳感器（黑白件）原理

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-11-18

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一、用途及主要特點 1、用途催化燃燒式氣體傳感器利用其氧化燃燒特性檢測空氣中可燃氣含量，是可燃氣體專用傳感器。由于它的性能好、成本低，是當(dāng)前國內(nèi)外使用最多的可燃氣傳感器?，F(xiàn)在，我們國內(nèi)生產(chǎn)傳感器的敏感元件，達到了國際水平，已向歐美出口。催化燃燒式氣體傳感器的特點： ① 對所有可燃氣體的響應(yīng)有廣譜性，在空氣中對可燃氣體爆炸下限濃度（%LEL）以下的含量，其輸出信號接近線性（60%LEL以下線性度更好）； ② 對非可燃氣體沒有反應(yīng)，只對可燃氣有反應(yīng)，無干擾； ③ 傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低； ④不受水蒸氣影響，對環(huán)境的溫濕度影響不敏感，適于野外使用。但是，它也有一些缺點： ① 工作溫度高，一般元件表面溫度200℃～300℃ ，內(nèi)部可達700℃～800℃，傳感器不能做成本安型結(jié)構(gòu)，只能做成隔爆型； ② 工作電流較大，國內(nèi)產(chǎn)品100mA，國外產(chǎn)品200 mA ～300 mA，電流功耗大，不易做成總線連接； ③ 元件易受硫化物、鹵素化合物等中毒影響，降低使用壽命； ④ 在缺氧環(huán)境下檢測指示值誤差較大。催化燃燒式氣體傳感器有金屬絲催化元件和載體催化元件兩種。前者現(xiàn)在使用較少，這里只介紹載體元件的傳感器。二、催化燃燒式傳感器指示刻度 1、氧氣對指示值的影響傳感器的檢測原理是可燃氣體在催化劑作用下與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱量，例如甲烷（CH4）檢測反應(yīng)如下： CH4 ＋2O2＝CO2 ＋2H2O＋891.8KJ 從化學(xué)反應(yīng)式看出，兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，必須具有一定的當(dāng)量，才能產(chǎn)生最大熱量。在爆炸下限以下濃度，氧氣過剩，產(chǎn)生的熱量隨甲烷增加而增加。在爆炸范圍以上，甲烷增加，由于缺氧，產(chǎn)生的熱量反而降低，儀器指示值下降。另外，在空氣中氧含量較少的場合，例如氮氣置換的設(shè)備內(nèi)部，也不能準確檢測可燃氣含量，這在動火分析時，特別要注意。 2、用爆炸下限的百分數(shù)做刻度的一致性催化燃燒式傳感器，對不同的可燃氣氧化燃燒熱差別很大。如果以百分濃度做儀器的刻度，一種可燃氣對應(yīng)一種刻度，如上所述，指示刻度有雙重性，對安全檢測來講，爆炸下限以上的濃度，已無檢測的價值。在爆炸下限的濃度，各種可燃氣氧化燃燒熱量近似相等，所以，以爆炸下限百分數(shù)做刻度（以100%LEL做滿刻度），用一種異丁烷氣標定，可以測定多種烷烴和烯烴類可燃氣。對可燃的無機氣體差異較大，需單獨標定，檢測才能準確。三、催化燃燒式傳感器的中毒和壽命傳感器的催化劑與其他催化劑一樣，有中毒現(xiàn)象發(fā)生，受硫化物、鹵素化合物以及Si、Sb、Pb等物質(zhì)的影響，其催化活性（傳感器的靈敏度）會逐漸下降，稱之為傳感器中毒。使用時，要注意中毒物質(zhì)，要盡可能選擇抵抗中毒能力較強的傳感器為好。傳感器受中毒物質(zhì)的毒害和長期加熱以及表面污染等影響，傳感器的靈敏度會緩慢下降，可通過定期標定增加電路放大器的放大倍數(shù)來解決。但是，當(dāng)傳感器的壽命終結(jié)時，其靈敏度會急劇下降，不能使用，必須更換。一般傳感器的壽命3~5年，比電化學(xué)式傳感器壽命較長，比紅外式和光離子化式較短。其壽命與使用環(huán)境和正確維護有很大關(guān)系。: 回答者：網(wǎng)友

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