Mis on gaasisensor: tüübid, rakendused ja eelised

Gaasiandurid aitavad meil õhus leida kahjulikke või kasulikke gaase.Need muudavad gaasi taset signaalideks, mida saame mõõta.Nad töötavad kodudes, sõidukites, haiglates, taludes ja tehastes, et veenduda, et inimesed püsivad turvaliselt ja süsteemid toimiksid hästi.See artikkel selgitab, millised on gaasiandurid, kuidas nad töötavad, kus neid kasutatakse ja kuidas nad võrdlevad vingugaasi anduritega.

Kataloog

Joonis 1: Gaassensori moodul

Mis on gaasisensor?

Gaassendur on seade, mis leiab ja mõõdab konkreetse gaasi olemasolu ümbritsevas õhus.See toimib, muutes gaasi taseme elektrisignaaliks - näiteks takistus, pinge või vool -, mida saab mõõta ja analüüsida.Kasutatud anduri tüüp sõltub tuvastatavast gaasist ja sellest, kui täpne näit peab olema.Mõned andurid annavad pidevaid näitu, teised aga reageerivad ainult siis, kui gaasitase jõuab määratud punkti.Usaldusväärseks püsimiseks vajavad gaasiandurid regulaarset testimist ja reguleerimist.

Gaasianduri rakendused

Joonis 2: Gaassensori rakendused

Gaassensoreid kasutatakse paljudes piirkondades inimeste turvalisuse tagamiseks ja süsteemide sujuvaks tööks. Kodus, tuvastavad nad ahjudest või küttekehadest lekkeid, aidates õnnetusi vältida. Tööstusharudes, jälgivad nad ohutute töötingimuste tagamiseks kahjulikke aurusid ja tuleohtlikke aineid. Meditsiiniseadmed Teada nendele tööriistadele patsientide hingamisgaaside juhtimiseks ja haldamiseks. Sõidukid Kasutage neid heitkoguste kontrollimiseks ja kütusesäästlikkuse parandamiseks. Põllumajanduses, aitavad need hallata ladustamisalasid, tajudes gaasi taseme muutusi.Nendest anduritest saab kasu ka avalikud alad, hoides õhusaastet silma peal.Gaasiandurid aitavad kaitsta tervist, parandada ohutust ja toetada puhtamat keskkonda.

Gaasianduri tüübid

Gaasiandureid saab nende eesmärgi ja nende toimimise põhjal rühmitada mitmel viisil.Üks viis on nende tuvastatud gaasi tüübi järgi - mõned on ehitatud tuleohtlike gaaside, teiste toksiliste gaaside jaoks ja mõned hapniku jaoks.Ja nüüd keskendume gaasianduritele, mis on liigitatud nende sensoripõhimõtete järgi.

Joonis 3: Gaasiandurite tüübid põhinevad sensoripõhimõttel

Pooljuhtide gaasiandur

Pooljuhtide gaasiandurid moodustavad enamuse gaasianduritüüpidest ja neid kasutatakse tavaliselt erinevate gaaside tuvastamiseks, tundes muutusi elektritakistuses.Need andurid kasutavad anduri materjalina metalloksiide, nagu tinaoksiid, volframoksiid või tsinkoksiidi.Kui gaasimolekulid pinnaga interakteeruvad, põhjustavad need juhtivuse nihkumist, mis muutub seejärel loetavaks signaaliks.

Andur kasutab anduripinnana kuumutatud metalloksiidi kihti.Puhta õhus kleepuvad hapnikumolekulid sellele pinnale ja võtavad materjalist vabad elektronid, suurendades vastupidavust.Kui sihtgaas on olemas, reageerib see hapnikuga, vabastades elektronid ja alandades takistust.See muutus mõõdetakse ja muudetakse elektrisignaaliks, mis näitab gaasi taset.

Neid andureid hinnatakse nende lihtsa disaini, kiire reageerimise aja, kõrge tundlikkuse ja odavate kulude järgi.Ühisteks kasutusaladeks hõlmavad süsinikmonooksiididetektoreid kodudes, hingeanalüsaatorid, õhukvaliteedi monitorid ja tehaste gaasi lekke tuvastamise süsteemid.

Elektrokeemiline gaasiandur

Elektrokeemilised gaasiandurid tuvastavad gaasi, käivitades keemilise reaktsiooni elektroodi pinnal, saades elektrisignaali (nagu vool või pinge), mis on võrdeline gaasi kontsentratsiooniga.Neid on mitut tüüpi, sealhulgas primaarne aku, elektrolüüsirakk, kontsentratsioonrakk ja vooluandurid - igaüks sobib konkreetsete gaaside jaoks nagu hapnik, süsinikmonooksiid, ammoniaak või vääveldioksiid.

Need andurid töötavad, lastes gaasil läbida väikese ava, kus see reageerib kemikaalidega.See reaktsioon loob väikese elektrisignaali, mis annab teada, kui palju gaasi on.

Need andurid on kompaktsed, energiatõhusad ning pakuvad head täpsust, lineaarsust ja korratavust.Neid kasutatakse laialdaselt keskkonnaseire, meditsiinilise diagnostika, tööstusohutuse ja toidutestide osas.

Infrapuna gaasiandur (NDIR)

Infrapuna gaasiandurid, tuntud ka kui NDIR (mitte dispersiivsed infrapuna) andurid, töötavad gaasiproovi kaudu infrapunavalguse säramisega.Erinevad gaasid neelavad selle valguse spetsiifilisi lainepikkusi.Kui gaas on olemas, vähendab see detektorisse jõudvat valguse hulka.Andur mõõdab seda langust, et teada saada, kui palju gaasi seal on.

Need andurid ei tugine keemilistele reaktsioonidele, mis muudab need stabiilseks, pikaajaliseks ja vähem tõenäoliseks, et need mõjutavad muud gaasid.Need on väga täpsed, vajavad vähe hooldust ja toimivad aja jooksul hästi.Kuid need võivad olla kallimad kui muud tüüpi, ei pruugi tolmustes või niisketes kohtades hästi töötada ega saa mõõta gaasi voolu kiirust.NDIR -andureid kasutatakse õhukvaliteedi monitorides, autode emissioonisüsteemides, tööstusohutusvahendites ja meditsiiniseadmetes.

Fotoakustiline gaasiandur

Fotoakustilised gaasiandurid ühendavad NDIR ja akustilise tehnoloogia.Kui gaasimolekulid imenduvad impulsiga kerge tala, soojendatakse need pisut, põhjustades rõhulaineid.Mikrofon tuvastab need helilained ja teisendab need gaasi kontsentratsiooni mõõtmiseks elektrilisteks signaalideks.Kompaktseks ja tõhusaks toimimiseks kasutatakse MEMS -mikrofoni.

Need andurid on väga tundlikud madala gaasi taseme suhtes ja neid saab konstrueerida konkreetsete gaaside jaoks.Nad pakuvad kiiret reageerimist, kontaktivaba mõõtmist ja pikaajalist stabiilsust.Keskkonnaseire, meditsiinilise diagnostika ja tööstusohutuse levinud on need ideaalsed pidevaks jälgimiseks.Kuid need võivad olla tundlikud vibratsiooni või müra suhtes ning nõuavad keerukamat kalibreerimist ja suuremaid kulusid.

MEMS -i gaasiandur

MEMS (mikroelektromehaanilised süsteemid) gaasiandurid kasutavad räni kiibile ehitatud mikroskoopilisi mehaanilisi ja elektroonilisi osi.Nad tuvastavad gaase, kasutades erinevaid tehnikaid, sealhulgas mahtuvuslikke, termilisi või piesoelektrilisi andureid, sõltuvalt disainist.Need andurid on ülikerged, kerged ja ideaalsed kaasaskantavate või kantavate seadmete jaoks.

MEM -sid kasutatakse laialdaselt nutikates elektroonikas, autotööstuses, droonides ja tööstusautomaatikas.MEMS -i eelised hõlmavad vähese energiatarbimise, täpseid mõõtmisi ja hõlpsasti kompaktsetesse seadmetesse integreerimist.Kuid neid võivad mõjutada keskkonnategurid, neil on piiratud mõõtmisvahemik ja need võivad karmides tingimustes kiiremini kuluda.

Gaasianduri eelised

Joonis 4: NDIR gaasisensor

Gaasiandurid on kasulikud, kuna nad leiavad õhus ohtlikke või abivalmis gaase.Need on väikesed, hõlpsasti kasutatavad ja võivad anda kiireid tulemusi.Mõni saab korraga kontrollida rohkem kui ühte gaasi.Neid kasutatakse kodudes, tehastes, autodes ja haiglates inimeste turvalisuse tagamiseks.

Kuid gaasianduritel on ka mõned puudused.Võimalik, et neid tuleb õigesti kontrollida ja regulaarselt kohandada.Mõni võib lõpetada töötamise, kui see on liiga kuum, liiga külm või liiga märg.Samuti võivad nad segadusse läheduses asuvate gaaside segi.Mõne aja pärast ei pruugi need töötada nii hästi ja need võib -olla on vaja välja vahetada.

Gaassendur vs vingugaasi andur

Joonis 5: Gaassendur vs süsinikmonooksiidi andur

Gaassensor on tööriist, mida kasutatakse erinevate õhus levivate ainete jälgimiseks.Selle saab kavandada laia valiku gaaside otsimiseks, sealhulgas need, mis põlevad, kahjustavad tervist või toetavad hingamist.Gaassendur, mida nähakse sellistes kohtades nagu tehased, köögid või välijaamad, et piirkonnad turvaliselt hoida.

Süsinikmonooksiidi (CO) andur on turvaseade, mis kontrollib õhku süsinikmonooksiidi - gaasi, millel pole värvi, lõhna ega maitset, kuid võib olla surmav, kui liiga kaua sisse hingata.Seda tüüpi andur reageerib ainult siis, kui CO gaasi on ohtlikes kogustes.See saadab hoiatuse, näiteks valju häire või signaali süsteemile, et anda teile teada, et nad peavad probleemi lahkuma või parandama.

Süsinikmonooksiidi (CO) andurit leidub kodudes, autodes, garaažides, hotellides ja ahjude, küttekehade või mootoritega, mis põletavad kütust.Kuna süsinikmonooksiid võib tuleneda vigastest seadmetest või kehvast ventilatsioonist, aitab andur varajase hoiatuse andmise kaudu ära hoida õnnetusi.Paljud CO -andurid on väikesed, hõlpsasti paigaldatavad ja töötavad akude või elektriga.Mõni saab isegi nutikate süsteemidega ühenduse luua, et teie telefoni teateid saata.

Järeldus

Õhukvaliteedi kontrollivad seadmed mängivad igapäevaelus suurt rolli.Nad hoiatavad meid ohtude eest, mida me ei pruugi märgata ja toetada puhtamaid, turvalisemaid ruume.Iga liik töötab omal moel ja sobib kõige paremini teatud kohtade või töökohtade jaoks.Andurite toimimise tundmaõppimine aitab valida õige ja kasutades seda õigel viisil.