硫化氢气体检测仪工作原理分析

可燃气体检测仪的工作原理及种类

可燃气体检测仪是气体检测仪中应用最广泛的一类，从检测甲烷泄漏的家用报警器，到工业检测仪等都有他的身影。今天我们一起来了解一下可燃气体检测仪的种类和工作原理。

1、半导体式气体检测仪

利用半导体材料对气体的吸附性，改变气敏电阻的阻值，从而判断气体的有无。其特点是成本低，很适合平常家里民用。

2、催化燃烧式气体检测仪

催化型可燃气体检测仪是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当所要测量的目标气体进入探测器时，就会和检测仪内的铂丝引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，并引发铂丝电阻率的变化。

3、电化学式气体检测仪

利用待测气体的活泼化学性质，具有还原性或氧化性，在参与化学反应的过程中有电子释放或吸收，大量电子形成电流，电流大小和气体浓度成正比，测量电流大小即可测得待测气体浓度。这种可燃气体检测仪性能稳定。

4、红外线可燃气体检测仪

使用一种“小型即插型可更换”红外线光学传感器。红

外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体，其特点是长时间的工作稳定性及最少的阶段性维护。

红外气体检测仪的工作原理无眼界

红外气体检测仪的工作原理

红外线气体检测仪是一种采用专用的红外气体分析技术，具有高精度、高分辨率、长寿命、易维护等特点的便携式气体检测仪。这种红外线气体检测在众多行业中都有着非常广泛的应用，易燃易爆气体、有毒有害气体浓度的检测历来对安全生产具有重要的意义。

其中的红外吸收光谱不仅应用于气体浓度的测量，还广泛应用于从特征吸收来识别不同分子的结构。且灵敏度较高，反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。工业上常用的红外线气体检测仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。一个是测量室，一个是参比室。两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。

在测量室中导入被测气体后，具有被测气体特有波长的光被吸收，从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。气体浓度越高，进入到红外线接收气室的光通量就越少;而透过参比室的光通量是一定的，进入到红外线接收气室的光通量也一定。

因此，被测气体浓度越高，透过测量室和参比室的光通量差值就越大。这个光通量差值是以一定周期振动的振幅投射到红外线接收气室的。

接收气室用几微米厚的金属薄膜分隔为两半部，室内封有浓度较大的被测组分气体，在吸收波长范围内能将射入的红外线全部吸收，从而使脉动的光通量变为温度的周期变化，再可根据气态方程使温度的变化转换为压力的变化，然后用电容式传感器来检测，经过放大处理后指示出被测气体浓度。

除用电容式传感器外，也可用直接检测红外线的量子式红外线传感器，并采用红外干涉滤光片进行波长选择和配以可调激光器作光源，形成一种崭新的全固体式红外气体检测仪。红外气体检测仪的工作原理无眼界

这种检测仪只用一个光源、一个测量室、一个红外线传感器就能完成气体浓度的测量。此外，若采用装有多个不同波长的滤光盘，则能同时分别测定多组分气体中的各种气体的浓度。

红外线气体检测仪适用于检测各种易燃易爆、二氧化碳气体，具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖与氧气、受环境干扰因素较少、寿命长等显著特点，占领更广泛的行业高端市场，并在未来逐步成为市场主流。

155 2017年第11期科学管理

目前，可燃气体检测报警器广泛应用的领域是石油化工（原油、污油、液化气泵房、污水泵房以及封闭式的天然气、液化气压缩机房），此外，在以天然气、液化气为燃料的场所也有应用。之所以采用该设备，主要是因为它可以监测环境中可燃气体的浓度，并在一定条件下（浓度大于或小于固定值）启动报警装置，发出报警，从而保障安全生产、规避事故。1 可燃气体检测报警器的组成可燃气体检测报警器由四部分组成，分别是：检测元件、信号调理电路、报警系统和显示系统。工业中的可燃气体检测报警器由报警控制器和传感器两部分组成，报警控制器安装的位置一般是值班室内，其作用是控制各个监测点，而传感器安装的位置是可燃气体最易泄漏的位置，作用是检测环境中可燃性气体的浓度，并将其转换成电信号后通过线缆传送至报警控制器，可燃性气体的浓度与电信号成正比，当检测到的可燃气体浓度大于或等于报警点时，报警控制器就会启动报警装置发出报警，同时一些外联设备也会启动来排除这种隐患，如电磁阀、排气扇、消防设施等[1]。2 可燃气体检测报警器的分类可燃气体检测报警器的传感器根据其工作原理不同可分为以下四类：催化燃烧成式传感器、热导式传感器、红外吸收式传感器和金属氧化物半导体传感器。在工业中普遍使用的传感器是催化燃烧式传感器，这类传感器几乎不受温湿度的影响，检出气体的灵敏度高，且可燃气体的浓度越高，其电信号也越高，最主要的是价格也比较低。这种传感器最关键的部件就是由测量桥、参比桥构成的惠斯通电桥结构，一般在测量桥上都会涂上燃烧催化剂，其作用是使进入传感器内的可燃气体充分燃烧，对参比、测量桥施加电压时，就会加速燃烧测量桥附近的可燃气体，从而使测量桥升温、电阻下降，在整个过程中保持不变的是参比桥的温度，通过这些程序就可以计算出可燃气体的浓度，可燃气体检测报警器即可监测环境中的可燃气体。3 可燃气体检测报警器运行中出现的问题可燃气体检测报警器在生产前，安检部门都会对企业的可燃气体检测报警器的安装位置、数量进行验收。但是即使通过安检，在实际运行过程中，企业在可燃气体检测报警器的计量检定、维护、保养等方面依旧是存在诸多问题。3.1 意识不到可燃气体检测报警器的重要性可燃气体检测报警器最关键的部位就是传感器，且该计量器具不仅属于易耗器具，价格也昂贵，其正常寿命期一般是2~3年。在实际中有很大部分企业对可燃气体检测报警器的重要性意识很低，当可燃气体检测报警器出现灵敏度降低或者损坏时，为了节省成本不进行维修和更换，而是心存侥幸地认为员工就可以代替可燃气体检测报警器来察觉可燃气体是否存在泄漏现象[2]。这种行为是极其危险的，因为泄漏的可燃气体一般是微量的，也是无色无味的，虽不易被员工察觉到，但足以在工业中导致严重的后果，相反可燃气体检测报警器却能准确地监测到环境中是否有燃气体泄漏，环境中的可燃气体浓度一旦超过报警临界值就会发出报警。3.2 对可燃气体检测报警器不恰当的维护、保养一些企业的操作工人有时为了判断可燃气体检测报警器的正常运行状态，往往会对可燃气体检测传感器直接释放高浓度可燃气体。这种行为严重破坏了可燃气体检测报警器的灵敏度，甚至损坏了可燃气体检测传感器。破坏可燃气体检测报警器的机理是：可燃气体检测传感器在遇高浓度可燃气体时，测量桥上的催化剂就会被加速蒸发，产生的大量热量烧毁测量桥，最终降低传感器的灵敏度。而对于催化燃烧式传感器来说，当其处于可燃气体浓度高或者缺氧的环境中时，可燃气体燃烧不完全就会形成炭黑物质而聚集在测量桥表面，日积月累就会使得传感器因沉积大量炭黑物质而爆裂，最终破坏整个可燃气体检测报警器。3.3 意识不到可燃气体检测报警器计量检定的必要性企业的工作人员一般会认为，可燃气体检测报警器在出厂前都是经过检验合格的，因此可以直接使用，没有必要再做校正和检定。其实不然，在实际中可燃气体和酸性化合物会影响到可燃气体检测报警器的使用，检测灵敏度也会因此受到影响，因此为保证可燃气体检测报警器检测的准确性，就必须在使用前校正和检定。根据中华人民共和国《计量法》，要求强制检定的工作计量器具包括贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等，没有严格按照规定申请检定的或者是经检定后不合格的一律不得使用，安全防护方面的计量器具属于强制检定的范畴。4 可燃气体检测报警器维护、计量检定中问题解决的方法4.1 远离不相关的冷暖气流可燃气体检测报警器的工作原理决定了环境温、湿度会影响到报警器的铂丝电阻率变化。所以报警器在运行时要远离空调以及其他制冷、制暖设备，避免环境中的冷、暖气流影响铂丝的电阻率，减少检测数据出现误报的现象。可燃气体检测报警器工作原理及安全使用分析吴春梅上海绿然环境信息技术有限公司 上海 200030摘要：在工业生产中，能够有效确保生产安全的监测设备就是可燃气体检测报警器，这种设备可以检测到泄漏在空气中的可燃气体。在检定可燃气体检测报警器的计量时，对设备的基本原理、安装位置以及合理选型不了解是导致可燃气体检测报警器故障频繁发生的主要原因。因此，文章重点分析报警器的工作原理、零部件的安装位置，探讨设备运行中常见的问题并提出相应的解决方案，可供参考。关键词：可燃气体检测报警器 催化燃烧式传感器 惠斯通电桥结构科学管理

气体检测仪及各种传感器的工作原理

(珠海市中科领航科技有限公司 PILOT多功能气体检测仪)

可燃性气体检测仪采用最新一代低功耗高抗干扰型载体催化传感器。它与二只固定电阻构成检测桥路。当空气中含有可燃性气体扩散到检测传感器表面上，在传感器表面催化剂作用下迅速进行无焰燃烧，产生反应热使传感器的铂丝电阻值增大，检测桥路输出一个差压信号。这个电压信号的大小与可燃性气体浓度成正比例关系。它经过放大后，进行电压电流转换并把可燃性气体爆炸下限值以内的百分含量（%LEL）转换成4-20mA标准信号输出。

氧气检测仪应用了咖伐尼原电池原理，其构造是在原电池内装置了阳极（铅）和阴极（银），以薄膜同外部隔开，当空气中的含氧气体透过此薄膜到达阴极，发生氧化还原反应。传感器此时将有个与氧气浓度成正比关系的mV级电压输出，这个电压信号经放大后，进行电压电流转换并把氧气的百分比（0-30%）以内含量转换成4-20mA标准信号输出。

有毒有害气体检测仪采用世界上先进的进口电化学传感器，它应用控制电位电解法原理，其构造是在电解池内安置了三个电极，即工作电极，对电极和参比电极，并施加以一定的极化电压，更换不同气体的传感器并改变极化电压数值，即可测量出不、同的有毒有害气体。被测气体透过薄膜到达工作电极，发生氧化还原反应，传感器此时将有一微电流输出，此电流与有毒有害气体浓度成正比关系，这个电流信号经采样处理转变为电压，电压信号再经过放大后进行电压电流转换，并把有毒有害气体检测范围内的含量（ppm值）转换成4-20mA标准信号输出。

有机挥发物采用世界顶级的光离子气体传感器（PID），它采用光离子电离气体的原理进行气体检测的。具体的说，就是使用离子灯产生的紫外线对目标气体进行照射/轰击，目标气体吸收了足够的紫光光能量后就会被电离，通过检测气体电离后产生的微小电流，即可检测出目标气体的浓度。

二氧化碳检测仪采用了世界上先进的红外原理传感器，它是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，它包括光学系统，检测元件和光电检测元件。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件，热敏元件应用最多的是热敏电阻。热门电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。