催化燃燒傳感器原理

催化燃燒氣體傳感器，簡稱LEL (Low Explosive Limit)傳感器，是一種廣泛采用的測量可燃氣體的傳感器。催化燃燒元件是由鉑金絲和多孔陶瓷催化珠制成。其原理是利用了鉑金絲在不同的溫度下電阻有規(guī)律變化的特性來測量環(huán)境中可燃氣體的濃度。當可燃氣體進入催 化燃燒元件時， 在催化劑的作用下，陶瓷催化珠的溫度升高，帶動鉑金絲溫度升高從而電阻升高。測量時，測量元件所分到的電壓也相應(yīng)升高。通過用純凈空氣和測量點氣體標定儀 器，就能比較準確地得到可燃氣體的濃度，測量單位通常為%LEL。

　　 可燃氣體報警器一般使用催化燃燒式傳感器，它可以看成是一個小型化的熱量計，它的檢測原理在幾十年內(nèi)沒有大的變化。這是一個惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)。在它 的測量橋上涂有催化物質(zhì)，它在整個的測量過程中是不被消耗的。即使在空氣中氣體和蒸氣濃度遠遠低于LEL時，它們也會在這個橋上發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，測量 時，要在參比和測量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化反應(yīng)，這個溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1= V2，輸出為零。 如果有可燃氣體存在，它的氧化過程會使測量橋被加熱，溫度增加，而此時參比橋溫度不變。電路會測出它們之間的電阻變化，V2 > V1 ，輸出的電壓同待測氣體的濃度成正比?！　?/p>

　　測量易燃易爆氣體時氧氣濃度是一個必須注意的問題。催化式傳感器要求至少8-10%的氧氣才能進行準確測量。而在100%可燃氣濃度下，這種儀器的讀數(shù)將 是0%LEL!因此在測量規(guī)程中，要求在測量易燃易爆氣體的%LEL之前必須首先測量氧氣濃度。這也是為什么要求在密閉空間測量中必須同時測量氧氣和 LEL的原因。如果在完全無氧的情況下測量LEL值很容易得到錯誤的結(jié)果?！　?br />
　　催化燃燒傳感器可以對大部分的可燃氣體產(chǎn)生響應(yīng)。特定氣體在測量橋上燃燒產(chǎn)生的熱量就反映了它的燃燒熱，而后者會隨各類物質(zhì)性質(zhì)改變。所以，不同物質(zhì)即使 在相同濃度下也會產(chǎn)生不同的儀器讀數(shù)。要記住，儀器測量的是電阻的變化而不是濃度的變化!不同的氣體在測量橋上的行為會有很大的不同。通常，較大的分子會 產(chǎn)生更多的燃燒熱。另一方面，較小的分子更容易進入測量頭的燒結(jié)結(jié)構(gòu)進行反應(yīng)。催化燃燒式傳感器，尤其是測量%LEL的傳感器不適合于檢測“較重的”或者 長鏈的烷烴，特別是高閃點的物質(zhì)。正如前面所提到的那樣，此時使用光離子化檢測器可能是一個好的辦法。       高溫傳感器的工作原理：風壓傳感器的壓力直接作用在傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一 變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這個壓力的標準信號。

       因為燃燒過程是在傳感器內(nèi)部，傳感器必須要被設(shè)計成本質(zhì)安全并且不會成為引燃外部氣體的點火源。其阻火技術(shù) 已臻成熟。傳感器通常由燒結(jié)材料制成，做為逸出氣體的冷卻路徑。只有傳感器被第三方機構(gòu) (UL, CSA, MSHA, FM 或 CENELEC) 測試并通過后才能被認作是本質(zhì)安全的。