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載體催化傳感器（黑白件）原理

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-11-18

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一、用途及主要特點(diǎn) 1、用途催化燃燒式氣體傳感器利用其氧化燃燒特性檢測(cè)空氣中可燃?xì)夂?，是可燃?xì)怏w專用傳感器。由于它的性能好、成本低，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外使用最多的可燃?xì)鈧鞲衅鳌，F(xiàn)在，我們國(guó)內(nèi)生產(chǎn)傳感器的敏感元件，達(dá)到了國(guó)際水平，已向歐美出口。催化燃燒式氣體傳感器的特點(diǎn)： ① 對(duì)所有可燃?xì)怏w的響應(yīng)有廣譜性，在空氣中對(duì)可燃?xì)怏w爆炸下限濃度（%LEL）以下的含量，其輸出信號(hào)接近線性（60%LEL以下線性度更好）； ② 對(duì)非可燃?xì)怏w沒(méi)有反應(yīng)，只對(duì)可燃?xì)庥蟹磻?yīng)，無(wú)干擾； ③ 傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低； ④不受水蒸氣影響，對(duì)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(diǎn)： ① 工作溫度高，一般元件表面溫度200℃～300℃ ，內(nèi)部可達(dá)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(guó)內(nèi)產(chǎn)品100mA，國(guó)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(cè)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(duì)指示值的影響傳感器的檢測(cè)原理是可燃?xì)怏w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(cè)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(shí)，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(guò)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(chǎng)合，例如氮?dú)庵脫Q的設(shè)備內(nèi)部，也不能準(zhǔn)確檢測(cè)可燃?xì)夂浚@在動(dòng)火分析時(shí)，特別要注意。 2、用爆炸下限的百分?jǐn)?shù)做刻度的一致性催化燃燒式傳感器，對(duì)不同的可燃?xì)庋趸紵裏岵顒e很大。如果以百分濃度做儀器的刻度，一種可燃?xì)鈱?duì)應(yīng)一種刻度，如上所述，指示刻度有雙重性，對(duì)安全檢測(cè)來(lái)講，爆炸下限以上的濃度，已無(wú)檢測(cè)的價(jià)值。在爆炸下限的濃度，各種可燃?xì)庋趸紵裏崃拷葡嗟龋?，以爆炸下限百分?jǐn)?shù)做刻度（以100%LEL做滿刻度），用一種異丁烷氣標(biāo)定，可以測(cè)定多種烷烴和烯烴類可燃?xì)狻?duì)可燃的無(wú)機(jī)氣體差異較大，需單獨(dú)標(biāo)定，檢測(cè)才能準(zhǔn)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(huì)逐漸下降，稱之為傳感器中毒。使用時(shí)，要注意中毒物質(zhì)，要盡可能選擇抵抗中毒能力較強(qiáng)的傳感器為好。傳感器受中毒物質(zhì)的毒害和長(zhǎng)期加熱以及表面污染等影響，傳感器的靈敏度會(huì)緩慢下降，可通過(guò)定期標(biāo)定增加電路放大器的放大倍數(shù)來(lái)解決。但是，當(dāng)傳感器的壽命終結(jié)時(shí)，其靈敏度會(huì)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(zhǎng)，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(hù)有很大關(guān)系。: 回答者：網(wǎng)友

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