1、檢測(cè)技術(shù)有毒氣體的檢測(cè).常見(jiàn)的有毒氣體有毒氣體一氧化碳二氧化碳氮氧化物 二氧化硫.有毒氣體檢測(cè)開(kāi)展史-井下施工一氧化碳是礦工們關(guān)懷的重要危險(xiǎn)之一，由于缺乏警報(bào)特性經(jīng)常會(huì)使工人在不知不覺(jué)中處于極為危險(xiǎn)的濃度之下。運(yùn)用一些小動(dòng)物，像鳥(niǎo)、比如著名的礦井金絲鳥(niǎo)就成為在那個(gè)時(shí)代的定量檢測(cè)有毒氣體無(wú)可奈何的方法。后來(lái)又出現(xiàn)了丈量一氧化碳的比色管，并且在存在這種危險(xiǎn)氣體的各種場(chǎng)所得到廣泛運(yùn)用，以后又有了檢測(cè)氧氣濃度的比色管出現(xiàn)。 .有毒氣體檢測(cè)開(kāi)展史-油輪防爆1926年火燒連營(yíng)般的油船爆炸促使加利福尼亞的標(biāo)油公司發(fā)起研制開(kāi)發(fā)可燃?xì)怏w直讀指示器的任務(wù)，在1927年Oliver W. Johnson 發(fā)明并提出

2、了一種利用可燃?xì)怏w在一個(gè)鉑絲上催化熄滅機(jī)理的便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)器。即使是70年后的今天，在大多數(shù)密閉空間檢測(cè)中用到的檢測(cè)器依然采用這種原理。 .氣體檢測(cè)傳感器分類(lèi)：氣體檢測(cè)傳感器催化熄滅傳感器 電化學(xué)傳感器 半導(dǎo)體傳感器 離子化檢測(cè)器 固態(tài)傳感器 .催化熄滅式傳感器原理它的原理是一個(gè)惠斯通電橋。在這其中的一個(gè)鉑金絲電橋上涂有催化熄滅物質(zhì)，不論何種易燃?xì)怏w，只需它可以被電極引燃，鉑金絲電橋的電阻就會(huì)由于溫度變化發(fā)生改動(dòng)，這種電阻變化同可燃?xì)怏w的濃度成一定比例，經(jīng)過(guò)儀器的電路系統(tǒng)和微處置機(jī)可以計(jì)算出可燃?xì)怏w的濃度。 .催化熄滅式傳感器原理.催化熄滅式傳感器原理丈量時(shí)，要在電橋上施加電壓使之加熱從而

3、發(fā)生催化反響，這個(gè)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。 假設(shè)有可燃?xì)怏w存在，它的氧化過(guò)程會(huì)使丈量橋被加熱，溫度添加，而此時(shí)參比橋溫度不變。電路會(huì)測(cè)出它們之間的電阻變化， V2 V1 ，輸出的電壓同待測(cè)氣體的濃度成正比。 .催化熄滅式傳感器原理催化熄滅傳感器可以對(duì)大部分的可燃?xì)怏w產(chǎn)生呼應(yīng)。特定氣體在丈量橋上熄滅產(chǎn)生的熱量就反映了它的熄滅熱，而后者會(huì)隨各類(lèi)物質(zhì)性質(zhì)改動(dòng)。所以，不同物質(zhì)即使在一樣濃度下也會(huì)產(chǎn)生不同的儀器讀數(shù)。 要記住，儀器丈量的是電阻的變化而不是濃度的變化！不同的氣體在丈量橋上的行為會(huì)有很大的不同。通常，較大的分子會(huì)產(chǎn)生更多的熄滅熱。另一方面

4、，較小的分子更容易進(jìn)入丈量頭的燒結(jié)構(gòu)造進(jìn)展反響。.催化熄滅式傳感器原理.電化學(xué)傳感器原理將兩個(gè)反響電極-任務(wù)電極和對(duì)電極以及一個(gè)參比電極放置在特定電解液中如上圖如示，然后在反響電極之間加上足夠的電壓，使透過(guò)涂有重金屬催化劑薄膜的待測(cè)氣體進(jìn)展氧化復(fù)原反響，再經(jīng)過(guò)儀器中的電路系統(tǒng)丈量氣體電解時(shí)產(chǎn)生的電流，然后由其中的微處置器計(jì)算出氣體的濃度。.電化學(xué)傳感器原理特定氣體電化學(xué)傳感器包括下面幾部分：可以滲過(guò)氣體但不能滲過(guò)液體的分散式隔膜；酸性電解液槽普通為硫酸或磷酸；傳感電極；丈量電極；參比電極三電極設(shè)計(jì)；有些傳感器還包括一個(gè)可以濾除干擾組份的濾膜。.電化學(xué)傳感器原理.電化學(xué)傳感器原理一氧化碳在電化學(xué)

5、傳感器上的氧化過(guò)程：CO在傳感電極上的氧化：CO + H2O - CO2 + 2 H+ + 2 e-計(jì)數(shù)電極經(jīng)過(guò)將空氣或水中的氧氣復(fù)原對(duì)此進(jìn)展平衡。1/2 O2 + 2 H+ + 2 e- -H2O.電化學(xué)傳感器原理在檢測(cè)過(guò)程中耗費(fèi)的物質(zhì)僅僅是CO分子、電能和氧氣，這也是非耗費(fèi)型傳感器壽命較長(zhǎng)的緣由。傳感器的壽命同它所丈量污染物無(wú)關(guān)，傳感器僅僅是丈量的催化劑。在檢測(cè)過(guò)程中傳感器沒(méi)有任何的耗費(fèi)，它可以經(jīng)過(guò)環(huán)境中的氧氣和微量水分得到補(bǔ)充。.電化學(xué)傳感器原理.電化學(xué)傳感器.電化學(xué)傳感器.金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體氣體傳感器是電阻型化學(xué)傳感器中的出色代表。這種傳感器的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單。不論是燒結(jié)型還是薄

6、膜型，都含有兩對(duì)電極。其中一對(duì)電極用于量測(cè)半導(dǎo)體的電阻變化；另一對(duì)電極用于加熱半導(dǎo)體，以便使吸附氣體分子盡快從外表逸出，從而開(kāi)場(chǎng)新的樣品量測(cè) 。.金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器MOS由一個(gè)金屬半導(dǎo)體比如SnO2構(gòu)成。在清潔空氣中，它的電導(dǎo)很低，而遇到復(fù)原性氣體，比如一氧化碳或可燃性氣體，傳感元件的電導(dǎo)會(huì)添加。假設(shè)控制傳感元件的溫度，可以對(duì)不同的物質(zhì)有一定的選擇性。.半導(dǎo)體傳感器特點(diǎn)這種傳感器主要運(yùn)用半導(dǎo)體氣敏資料,由于具有靈敏度高、呼應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的運(yùn)用，目前已成為世界上產(chǎn)量最大、運(yùn)用最廣的傳感器之一。.金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器原理.比色管丈量原理比色管技術(shù)采用了一種可以與

7、待測(cè)氣體發(fā)生反響并變色的試劑進(jìn)展檢測(cè)。比色管技術(shù)是一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，它既可以針對(duì)寬范圍的有毒物質(zhì)進(jìn)展初步確認(rèn)，也可以針對(duì)特定的物質(zhì)進(jìn)展丈量。 .比色管丈量原理比色管是一個(gè)充溢硅膠、活性鋁或其它介質(zhì)的短玻璃管。其中的介質(zhì)可以與特定氣體成分發(fā)生反響而改動(dòng)顏色。運(yùn)用時(shí)，打碎玻璃管的兩端，將管子插到一個(gè)手泵或自動(dòng)泵之上其采樣體積曾經(jīng)校正，汲取一定時(shí)間。特定氣領(lǐng)會(huì)同管內(nèi)介質(zhì)反響出現(xiàn)一個(gè)顏色帶，顏色帶的長(zhǎng)度同氣體的濃度成正比。管子的外部普通都有刻度，可以直讀出氣體的濃度。管上還會(huì)標(biāo)有其它的操作信息，如抽取次數(shù)、采樣體積等等。.比色管丈量原理.比色管丈量原理下面舉一氧化碳比色管的例子。其中，吸入的CO氣體將

8、比色管內(nèi)五氧化二碘中的碘復(fù)原為碘單質(zhì)，產(chǎn)生褐色色帶。CO + I2O5 + H2S2O7 - I2 + CO2 .各種傳感器的性能比較.各種傳感器的性能比較半導(dǎo)體氣體傳感器具有靈敏度高，呼應(yīng)速度快，維修性和經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，利用半導(dǎo)體氣體傳感器可以對(duì)多種氣體進(jìn)展檢測(cè)。目前，市面上有許多傳感器產(chǎn)品是采用半導(dǎo)體氣體傳感器原理進(jìn)展氣體檢測(cè)的。.各種傳感器的性能比較.常用的半導(dǎo)體傳感器用于氨氣檢測(cè)的半導(dǎo)體氣體傳感器MQ 半導(dǎo)體氣體傳感器圖1.1 MQ 半導(dǎo)體氣體傳感器.MQ 半導(dǎo)體氣體傳感器性能.其它半導(dǎo)體傳感器臭氧檢測(cè)：MQ131 半導(dǎo)體氣體傳感器 圖1.3 MQ131半導(dǎo)體氣體傳感器實(shí)物圖空氣污染檢測(cè)：MQ 半導(dǎo)體氣體傳感器適宜于氨氣、氮氧化合物、乙醇、芳香族化合物、硫化物、煙霧、二氧化碳等的探測(cè)。 圖1.6 MQ半導(dǎo)