Apa itu Sensor Gas: Jenis, Aplikasi dan Kelebihan

Sensor gas membantu kami mencari gas berbahaya atau berguna di udara.Mereka menukar tahap gas menjadi isyarat yang dapat kita ukur.Mereka bekerja di rumah, kenderaan, hospital, ladang, dan kilang untuk memastikan orang tetap selamat dan sistem berfungsi dengan baik.Artikel ini menerangkan apa sensor gas, bagaimana ia berfungsi, di mana ia digunakan, dan bagaimana ia dibandingkan dengan sensor karbon monoksida.

Katalog

Rajah 1: Modul Sensor Gas

Apa itu Sensor Gas?

Sensor gas adalah peranti yang menemui dan mengukur kehadiran gas tertentu di udara sekitar.Ia berfungsi dengan mengubah tahap gas ke dalam isyarat elektrik -seperti rintangan, voltan, atau arus -yang dapat diukur dan dianalisis.Jenis sensor yang digunakan bergantung kepada gas yang dikesan dan betapa tepatnya bacaannya.Sesetengah sensor memberikan bacaan yang berterusan, sementara yang lain hanya bertindak balas apabila tahap gas mencapai titik yang ditetapkan.Untuk tetap dipercayai, sensor gas memerlukan ujian dan pelarasan yang kerap.

Aplikasi sensor gas

Rajah 2: Aplikasi sensor gas

Sensor gas digunakan di banyak kawasan untuk memastikan orang selamat dan membantu sistem berjalan lancar. Di rumah, mereka mengesan kebocoran dari dapur atau pemanas, membantu mencegah kemalangan. Dalam industri, mereka mengesan asap yang berbahaya dan bahan mudah terbakar untuk memastikan keadaan kerja yang selamat. Peranti perubatan Bergantung pada alat ini untuk mengawal dan menguruskan gas pernafasan untuk pesakit. Kenderaan Gunakannya untuk memeriksa pelepasan dan meningkatkan kecekapan bahan api. Dalam pertanian, mereka membantu menguruskan kawasan penyimpanan dengan merasakan perubahan dalam tahap gas.Kawasan awam juga mendapat manfaat daripada sensor ini dengan mengawasi pencemaran udara.Sensor gas membantu melindungi kesihatan, meningkatkan keselamatan, dan menyokong persekitaran yang bersih.

Jenis sensor gas

Sensor gas boleh dikumpulkan dalam beberapa cara berdasarkan tujuan mereka dan bagaimana mereka bekerja.Salah satu cara adalah dengan jenis gas yang mereka dapati -ada yang dibina untuk gas mudah terbakar, yang lain untuk gas toksik, dan beberapa untuk oksigen.Dan sekarang, kami akan memberi tumpuan kepada sensor gas yang dikategorikan oleh prinsip penderiaan mereka.

Rajah 3: Jenis sensor gas berdasarkan prinsip penderiaan

Sensor gas semikonduktor

Sensor gas semikonduktor membentuk majoriti jenis sensor gas dan biasanya digunakan untuk mengesan pelbagai gas dengan mengesan perubahan rintangan elektrik.Sensor ini menggunakan oksida logam seperti oksida timah, tungsten oksida, atau zink oksida sebagai bahan penderiaan.Apabila molekul gas berinteraksi dengan permukaan, ia menyebabkan pergeseran kekonduksian, yang transducer kemudian berubah menjadi isyarat yang boleh dibaca.

Sensor menggunakan lapisan logam oksida yang dipanaskan sebagai permukaan penderiaan.Di udara bersih, molekul oksigen melekat pada permukaan ini dan mengambil elektron bebas dari bahan, meningkatkan rintangan.Apabila gas sasaran hadir, ia bertindak balas dengan oksigen, membebaskan elektron dan menurunkan rintangan.Perubahan ini diukur dan berubah menjadi isyarat elektrik yang menunjukkan tahap gas.

Sensor ini dihargai untuk reka bentuk mudah mereka, masa tindak balas yang cepat, kepekaan tinggi, dan kos rendah.Kegunaan umum termasuk pengesan karbon monoksida di rumah, penganalisis nafas, monitor kualiti udara, dan sistem pengesanan kebocoran gas di kilang -kilang.

Sensor gas elektrokimia

Sensor gas elektrokimia mengesan gas dengan mencetuskan tindak balas kimia di permukaan elektrod, menghasilkan isyarat elektrik (seperti arus atau voltan) berkadar dengan kepekatan gas.Mereka datang dalam beberapa jenis termasuk bateri utama, sel elektrolisis, sel tumpuan, dan mengehadkan sensor semasa -masing -masing sesuai untuk gas tertentu seperti oksigen, karbon monoksida, ammonia, atau sulfur dioksida.

Sensor ini berfungsi dengan membiarkan gas melalui pembukaan kecil di mana ia bertindak balas dengan bahan kimia di dalamnya.Reaksi ini mewujudkan isyarat elektrik kecil yang menceritakan berapa banyak gas yang ada.

Sensor ini adalah padat, cekap tenaga, dan menawarkan ketepatan, linearity, dan kebolehulangan yang baik.Mereka digunakan secara meluas dalam pemantauan alam sekitar, diagnostik perubatan, keselamatan perindustrian, dan ujian makanan.

Sensor Gas Inframerah (NDIR)

Sensor gas inframerah, juga dikenali sebagai sensor NDIR (tidak dispersif inframerah), bekerja dengan cahaya inframerah yang bersinar melalui sampel gas.Gas yang berbeza menyerap panjang gelombang spesifik cahaya ini.Apabila gas hadir, ia mengurangkan jumlah cahaya yang mencapai pengesan.Sensor mengukur penurunan ini untuk mengetahui berapa banyak gas yang ada.

Sensor ini tidak bergantung kepada tindak balas kimia, yang menjadikannya stabil, tahan lama, dan kurang berkemungkinan dipengaruhi oleh gas lain.Mereka sangat tepat, memerlukan sedikit penyelenggaraan, dan berfungsi dengan baik dari masa ke masa.Walau bagaimanapun, mereka boleh lebih mahal daripada jenis lain, mungkin tidak berfungsi dengan baik di tempat -tempat yang berdebu atau lembap, dan tidak dapat mengukur kelajuan aliran gas.Sensor NDIR digunakan dalam monitor kualiti udara, sistem pelepasan kereta, alat keselamatan industri, dan peralatan perubatan.

Sensor gas photoacoustic

Sensor gas photoacoustic menggabungkan teknologi NDIR dan akustik.Apabila rasuk cahaya berdenyut diserap oleh molekul gas, mereka memanaskan sedikit, menyebabkan gelombang tekanan.Mikrofon mengesan gelombang bunyi ini dan menukarkannya menjadi isyarat elektrik untuk mengukur kepekatan gas.Mikrofon MEMS digunakan untuk operasi padat dan cekap.

Sensor ini sangat sensitif terhadap tahap gas yang rendah dan boleh direka untuk gas tertentu.Mereka menawarkan tindak balas yang cepat, pengukuran bukan hubungan, dan kestabilan jangka panjang.Biasa dalam pemantauan alam sekitar, diagnostik perubatan, dan keselamatan perindustrian, mereka sesuai untuk pemantauan berterusan.Walau bagaimanapun, mereka mungkin sensitif terhadap getaran atau bunyi bising dan memerlukan penentukuran yang lebih kompleks dan kos yang lebih tinggi.

MEMS Sensor Gas

MEMS (Sistem Mikro-Elektro-Mekanikal) Sensor gas menggunakan bahagian mekanikal dan elektronik mikroskopik yang dibina di atas cip silikon.Mereka mengesan gas menggunakan pelbagai teknik termasuk penderiaan kapasitif, termal, atau piezoelektrik, bergantung kepada reka bentuk.Sensor ini adalah ultra kecil, ringan, dan sesuai untuk peranti mudah alih atau boleh dipakai.

MEMS digunakan secara meluas dalam elektronik pintar, sistem automotif, pesawat, dan automasi perindustrian.Faedah MEMS termasuk penggunaan kuasa yang rendah, pengukuran yang tepat, dan integrasi mudah ke dalam peranti padat.Walau bagaimanapun, mereka boleh dipengaruhi oleh faktor persekitaran, mempunyai pelbagai pengukuran yang terhad, dan mungkin memakai lebih cepat dalam keadaan yang keras.

Kelebihan Sensor Gas

Rajah 4: Sensor gas NDIR

Sensor gas berguna kerana mereka dapat mencari gas berbahaya atau membantu di udara.Mereka kecil, mudah digunakan, dan boleh memberikan hasil yang cepat.Ada yang boleh menyemak lebih daripada satu gas pada masa yang sama.Mereka digunakan di rumah, kilang, kereta, dan hospital untuk membantu menjaga orang selamat.

Tetapi sensor gas juga mempunyai beberapa kelemahan.Mereka mungkin perlu diperiksa dan diselaraskan secara teratur untuk tetap betul.Ada yang boleh berhenti berfungsi dengan baik jika terlalu panas, terlalu sejuk, atau terlalu basah.Mereka juga boleh dikelirukan oleh gas lain yang berdekatan.Selepas beberapa waktu, mereka mungkin tidak berfungsi juga dan mungkin perlu diganti.

Sensor gas vs sensor karbon monoksida

Rajah 5: Sensor Gas vs Sensor Karbon Monoksida

Sensor gas adalah alat yang digunakan untuk menjejaki bahan udara yang berbeza.Ia boleh direka untuk mencari pelbagai gas, termasuk yang membakar, membahayakan kesihatan, atau menyokong pernafasan.Sensor gas dilihat di tempat -tempat seperti kilang, dapur, atau stesen luaran untuk memastikan kawasan selamat.

Sensor karbon monoksida (CO) adalah peranti keselamatan yang memeriksa udara untuk karbon monoksida -gas yang tidak mempunyai warna, bau, atau rasa, tetapi boleh mematikan jika nafas terlalu lama.Sensor jenis ini dibuat untuk bertindak balas hanya apabila gas CO hadir dalam jumlah berbahaya.Ia menghantar amaran, seperti penggera yang kuat atau isyarat kepada sistem, untuk memberitahu anda bahawa mereka perlu meninggalkan atau menyelesaikan masalah.

Sensor karbon monoksida (CO) terdapat di rumah, kereta, garaj, hotel, dan tempat dengan dapur, pemanas, atau enjin yang membakar bahan api.Oleh kerana karbon monoksida boleh datang dari peralatan yang rosak atau pengudaraan yang lemah, sensor membantu mencegah kemalangan dengan memberi amaran awal.Banyak sensor CO adalah kecil, mudah dipasang, dan berjalan pada bateri atau elektrik.Ada juga yang boleh menyambung ke sistem pintar untuk menghantar makluman ke telefon anda.

Kesimpulan

Peranti yang memeriksa kualiti udara memainkan peranan besar dalam kehidupan seharian.Mereka memberi amaran kepada kami tentang bahaya kami mungkin tidak melihat dan menyokong ruang yang lebih bersih dan lebih selamat.Setiap jenis berfungsi dengan cara tersendiri dan paling sesuai untuk tempat atau pekerjaan tertentu.Belajar tentang bagaimana sensor bekerja membantu dalam memilih yang betul dan menggunakannya dengan cara yang betul.