Gaz datchiklarining turlari va ularning gazni aniqlash va nazorat qilish uskunalarida qo'llanilishi
Neft-kimyo sanoatining rivojlanishi bilan yonuvchan, portlovchi va zaharli gazlarning turlari va qo'llanilish doirasi ko'paydi. Ushbu gazlar ishlab chiqarish, tashish va ishlatish jarayonida sizib chiqsa, u zaharlanish, yong'in va hatto portlash hodisalariga olib keladi, odamlar hayoti va mulk xavfsizligiga jiddiy xavf tug'diradi. Gazning diffuziya qobiliyati tufayli, oqish sodir bo'lgandan so'ng, gaz tashqi shamol kuchi va ichki kontsentratsiya gradienti ta'sirida er yuzasi bo'ylab tarqalib, avariya sodir bo'lgan joyda yonish portlashi yoki zaharli xavfli zonani hosil qiladi va gazni kengaytiradi. xavfli hudud.
Gaz sızıntısı sodir bo'lganda, avariyani kamaytirish uchun imkon qadar tezroq tegishli choralar ko'rish kerak. Havodagi ayrim gazlar miqdorini o'z vaqtida va ishonchli aniqlash, o'z vaqtida va samarali bartaraf etish choralari, sizib chiqish natijasida yuzaga keladigan baxtsiz hodisalarni kamaytirish uchun to'g'ri yo'q qilish usullari katta mulk va qurbonlarning oldini olish uchun zarur shartdir. Bu gazni aniqlash va nazorat qilish uskunalariga yuqori talablarni qo'yadi. Muhim gaz detektori sifatida gaz sensori so'nggi yillarda juda rivojlangan. Gaz sensorining rivojlanishi uni qo'llashni yanada kengroq qiladi.
Gaz sensori haqida umumiy ma'lumot
Xorijiy davlatlar 1930-yillarda gaz datchiklarini tadqiq qilish va ishlab chiqishni boshladilar. Ilgari gaz datchiklari asosan konlarda ko'mir gazi, suyultirilgan gaz, tabiiy gaz va gazni aniqlash va signalizatsiya qilish uchun ishlatilgan. Hozirgi vaqtda aniqlanishi kerak bo'lgan gazlar turlari dastlabki qaytaruvchi gazlardan (H2, C4H10, CH4) zaharli gazlar (CO, NO2, H2S, NO, NH3, PH3)gacha kengaydi.
Gaz sensorlarining ko'p turlari mavjud. Amaldagi turli xil gazni sezuvchi materiallar va gazni sezish xususiyatlariga ko'ra, uni yarimo'tkazgich turiga, qattiq elektrolitlar turiga, elektrokimyoviy turga, kontaktli yonish turiga, polimer turiga va boshqalarga bo'lish mumkin.
Yarimo'tkazgichli gaz sensori
Ushbu sensor asosan yarimo'tkazgichli gazga sezgir materiallardan foydalanadi. Yarimo'tkazgichli metall oksidi gaz sensori 1962 yilda paydo bo'lganidan beri u yuqori sezuvchanlik va tezkor javob berish afzalliklari tufayli keng qo'llanilgan va dunyodagi eng katta va eng ko'p ishlatiladigan sensorlardan biriga aylandi. Gazni sezuvchi xarakterli miqdorni aniqlashning turli usullariga ko'ra, u ikki turga bo'linadi: qarshilik turi va qarshiliksiz tur.
Rezistiv yarimo'tkazgichli gaz sensori gaz tarkibidagi gaz sensori o'zgarishini aniqlash orqali ishlaydi. Metall oksidli keramik gazga sezgir materiallar asosan ishlatiladi. So'nggi yillarda kompozit metall oksidi va aralash metall oksidi kabi yangi materiallarni tadqiq qilish va ishlab chiqish bilan ushbu gaz sensorining xarakteristikalari va dastur doirasi sezilarli darajada yaxshilandi. Masalan: WO3 gaz sensori NH3 kontsentratsiyasi oralig'ini 5ppm dan 50ppm gacha aniqlay oladi, ZnO-CuO gaz sensori 200ppm CO ga juda sezgir.
Rezistiv bo'lmagan yarimo'tkazgichli gaz sensorlari gaz sensori oqimi yoki kuchlanishining gaz tarkibiga qarab o'zgarishi printsipi asosida ishlaydi. Asosan MOS diodli turi va birlashma diodi turi va dala effektli quvur turi gaz sensori mavjud. Aniqlash gazlarining aksariyati vodorod va silan kabi yonuvchan gazlardir.
Qattiq elektrolit gaz sensori
Qattiq elektrolitli gaz sensorlari gazni sezuvchi elementlar sifatida qattiq elektrolitlar gazini sezuvchi materiallardan foydalanadi. Printsip shundaki, gazga sezgir material gazdan o'tayotganda ionlarni hosil qiladi, shu bilan elektromotor kuch hosil qiladi va gaz kontsentratsiyasini o'lchash uchun elektromotor kuchni o'lchaydi. Ushbu sensorning yuqori o'tkazuvchanligi, yaxshi sezuvchanligi va selektivligi tufayli u keng tarqalgan bo'lib qo'llanilgan va neft-kimyo, atrof-muhitni muhofaza qilish, tog'-kon sanoati va boshqalarning deyarli barcha sohalariga kirib, faqat metall oksidi yarimo'tkazgichli gaz sensorlaridan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Masalan, H2S ni o'lchash uchun YST-Au-WO3, NH3 ni o'lchash uchun NH plus 4CaCO3 va boshqalar.
Yonish gaz sensori bilan aloqa
To'g'ridan-to'g'ri kontaktli yonish turiga va katalitik kontaktli yonish turiga bo'linishi mumkin. Uning ishlash printsipi: gazga sezgir material quvvatlanganda, yonuvchan gaz katalizator ta'sirida oksidlanadi va yondiriladi va hosil bo'lgan issiqlik isitish simini isitadi, shu bilan uning qarshilik qiymatini o'zgartiradi va qarshilik o'zgarishini o'lchaydi. gaz konsentratsiyasini o'lchash uchun. Ushbu sensor faqat yonuvchan gazlarni o'lchashi mumkin va yonmaydigan gazlarga sezgir emas. Masalan, Rh va Pd faol katalizatorlarini Pt simida qoplagan holda tayyorlangan datchiklar keng spektrli xususiyatlarga ega, ya'ni ular turli xil yonuvchi gazlarni aniqlay oladi. Kontaktli yonish gaz sensori atrof-muhit haroratida juda barqaror va portlashning pastki chegarasi bilan eng yonuvchan gazlarni aniqlay oladi. U neft-kimyo zavodlarida, kemasozlik korxonalarida, shaxta tunnellarida, hammomlarda, oshxonalarda va hokazolarda yonuvchi gazlarni kuzatish va signalizatsiya qilishda keng qo'llaniladi.
Polimer gaz sensori
Polimer gazni sezuvchi materiallardan foydalangan holda gaz sensorlari so'nggi yillarda juda rivojlangan. Polimer gazni sezuvchi material o'ziga xos gazga duch kelganida, uning qarshilik, dielektrik doimiyligi, material yuzasi akustik to'lqin tarqalish tezligi va chastotasi va materialning og'irligi kabi jismoniy xususiyatlari o'zgaradi. Asosan ftalosiyanin polimerlari, LB plyonkasi, fenilsiyanin asetilen, polivinil spirt-fosfor kislotasi, poliizobutilen, aminundasil silan va boshqalar mavjud.Polimer gazni sezuvchi materiallar zaharli gazlarni aniqlashda va oziq-ovqatning yangiligini aniqlashda ularning ishlash qulayligi tufayli muhim rol o'ynaydi, oddiy jarayon, xona haroratida yaxshi selektivlik, past narx va mikrostruktura sensorlari va sirt akustik to'lqin qurilmalari bilan oson kombinatsiya. Amaldagi materiallarning gazni sezish xususiyatlariga ko'ra, bu turdagi sensorlar quyidagilarga bo'linishi mumkin: gazni sezgir materiallarning qarshiligini o'lchash orqali gaz konsentratsiyasini o'lchaydigan polimerga chidamli gaz sensorlari; kontsentratsiyali akkumulyator tipidagi gaz datchiklari gazni sezuvchi material gazni yutganda konsentratsiyali hujayra hosil qilish orqali gaz konsentratsiyasini aniqlash uchun elektromotor kuchni o'lchaydi; sirt akustik to'lqinli gaz sensorlari, ular material yuzasida tovush to'lqinlarining tarqalish tezligi yoki chastotasi gazni sezuvchi polimer gazni yutgandan keyin o'zgarishi printsipi asosida ishlab chiqariladi; Polimer gaz sensori o'ziga xos gaz molekulalariga yuqori sezuvchanlikka ega, yaxshi selektivlik, oddiy tuzilishga ega, normal haroratda ishlatilishi mumkin va boshqa gaz sensorlarining kamchiliklarini to'ldirishi mumkin.
