可燃气体监测仪的原理.ppt

可燃氣體檢測原理及技術   2008 可燃氣體檢測 當預先設定的報警限值被超出時，測量危險與特殊氣體的裝置會發出警報 在進入有危險氣體存在的場地，要不斷地用氣體感應器監察氣體的濃度 儀器一般顯示用的工程單位是ppm或%LEL 儀器顯示即時資料 氣體分析儀記錄及報告氣體成份的測量結果 目標氣體 可燃氣體 氧氣(缺乏和充足) 有毒氣體 催化性感應器(亦稱Pellistors) 催化性感應器(最普遍) 操作原理 用玻璃或陶瓷材料卷著導線(線圈)及塗著催化劑，將導線用電力加熱至燃燒溫度並監測著CHC。當CHC存在及燃燒時，CHC釋放的熱力與CHC的濃度成正比，這熱力增加了導線的溫度，亦增加它的電阻，增加的電阻可用電子儀器測量，這亦是CHC濃度信號的來源。 催化性感應器 催化性感應器 好處-長壽 壞處-不同的可燃氣體有不同的反應要求至少10%氧氣才可適當地運作限制為%LEL之探測 金屬氧化物半導體(亦稱固態感應器) 理論--目標氣體與MOS (SnO2) 產生反應及改變它的電阻，用儀器測量 應用--幾乎所有可氧化的氣體 金屬氧化物半導體 操作原理 半導體的材料被置於兩個電極之間作為一個不傳導的基體，當基體被加熱及遇到監測氣體，它會令半導體的材料的傳導性作一個相向性變化。在沒有氣體的情況下，氧氣分子會將半導體材料中的自由電子吸附在表面上，使沒有電流可通過。當H2S或CHC氣體或者蒸氣分子介入，它們替換了氧氣的位置，釋放了自由電子和減少電極間的抗阻。這電阻變化跟被測量的氣體濃度成正比例。 金屬氧化物半導體 好處–不昂貴 壞處–容易受濕氣影響分析不精確，只作為粗略的探測用 非分散式紅外線(NDIR) 非分散式紅外線(NDIR) 操作原理 紅外線系統包括: 紅外線輻射來源，紅外線輻射探測器和探測器與來源之間的軌道。探測器會測量在黑暗(沒有光擊中探測器) 和有光(充分能量擊中探測器)之間的區別。當軌道中有氣體存在及吸收了來源的能量時，探測器比它正常會接收較少能量，這減少會被用於測量氣體濃度。 非分散式紅外線(NDIR) 好處--用途多 壞處--昂貴易碎和使用時較為複雜 電化學感應器 理論-目標氣體被一個電子催化性的感應電極所吸收，在穿過擴散媒介以後，起電化學反應，這反應產生的電流與氣體濃度成正比 應用-Br2, CO, Cl2,ClO2, C2H4,ethylene oxideHCHO, H2,hydrazine, HBr, HCl,HCN, H2S,NO,propylene oxide, SO2, andoxygen -among othersNO2, O3, 電化學感應器 操作原理- 電化學感應器是一個自己供電的微燃料電池，電池包括塡滿膠凝體或電解質的框和二個活躍電極：工作電極(陽極)和對應電極(負極)。框的上面有氣體滲入的膜，氣體在陽極氧化和在負極減少，正離子流向負極，負離子流向陽極，便會產生電流。 在電化學上可氧化的氣體，例如：一氧化碳、二氧化氮及硫化氫在陽極探測到。在電化學上可減少的氣體，例如：氧氣、氧化氮和氯在負極探測到。 電化學感應器 好處-不昂貴 線性輸出 可小型化 壞處-受不熟練影響 受溫度影響 火焰電離探測器(例如：GAS-TEC手提式探測器) 操作原理- 被電離化的氣體其帶電比例與離子的數量成正比。碳氫化合物的氣體和蒸氣容易電離化，其電離化後的氣體內的電流亦容易測量。電離的來源是氫火焰。 火焰電離探測器 好處-快速和高敏感性，測量為ppm水平線性輸出反應迅速 壞處-需要氫氣引起火焰需要清潔空氣供應當為樣本空氣維修費高昂(機械零件) * 理論-目標氣體在催化元素上被氧化。 用儀錶測量因溫度變化而改變的電阻。 應用-可燃氣體 理論-目標氣體吸收特殊波長的紅外線 應用-有機物 *