气体传感器选型指导

ItMH DCTfCTKW OARM定性和定量分析ToxicEktlnxMink川SdM-Suic1伪吧睡. ，| SdklMe固卷:J 有限监测报賈MoniWfs 监测ERa恥“曲啊M型式 化学型 卜态型Anahzers目祐气体Tr?rt站；Anatp Tjp：分析仪_空气质量监测4 % f luFPhctoffltfjj 套计f 50；|闪帖14砸由计合光:Cwujumbb51 血豎红外蛍 易魅离I | RftwiorwiliM L 肚豳.Wig售唧eGw（Onfiw）甲气在践）碳氢化合物其他气体鳩导I Ccnduavy | Colorinitvic 比色分柝tMliy MOiriCN辐射监测窈菊後I K*血熠一 |（LM0tYI实验空）KQ卜 lOmiirtilTi云亦云用 Ut卜 | 治 mctoni 商I CO hr*-1 infraHl恒厳性氧化轄- 為 J * Pai JrrJcffiaiC,1 ZiFLonlkhi OcnJc;OKlrodicfnklLN/IR吸收气 L/IR分光计MCrStUFAb期也叩A$or bi|W| QwMost 茁 J5CS疋数气体JJST/IR 5pcCtrCicncf,| ,加叶娈阖 twief IfAiisfmnira喝 ChtdiUiOgrph传感器选型指导下面的每种传感器-电化学型、催化型、固态型、红外线和光电离探测器的应用都必须满足 区域内空气的质量和安全所要求的标准。一些基本的要求如下：1 传感器将被设计成为小型、外表粗糟的小盒子。传感器必须适用于危险地点和苛刻的环境， 同时它必须是防爆的。传感器必须是合算的，是为在工业生产区域内使用而设计的，安置的费用 也是合理的。2 对于便携式仪器，仪器具有合理的能源消耗，仪器所选的电源为市场容易得到的电池。仪器 体积小、方便，容易携带。在工业环境中使用非常安全。由于使用在危险区域，仪器必须具有安 全合格证。3 仪器的操作和维护将是很容易完成，只要工厂内的职工经过简单的专业培训即可。4 安装固定传感器时，在某一周期内，传感器的功能将会达到连续可靠，该周期长达 30 天。 传感器在工业环境下至少工作二年或更长，在合理的费用基础之上进行更新和替换。传感器可安 装在由控制器或计算机控制的集散系统管理的多点系统中。5 仪器的费用是合理的。为了有效的保护某一区域，可安装多个传感器。本手册讨论了五种传感器中的四种，均满足以上的标准。只有光电离探测器除外。光电离探 测器是一种好的探测器，但是受到光的限制，因为它有相对短的寿命和频繁的维护要求，不适合 固定点应用。然而，只要用户考虑了限制的条件，固定的光电离探测器还是可用的。 其他类型的传感器虽然满足以上的标准，但也有一些限制。例如，热传导传感器大部分应用于高 浓度，而不常用于气体监视。选择传感器所考虑的因素 就传感器而言，经常问的问题之一是：“什么传感器最好？”。当然，这个问题不能一两句就说清 楚。每个传感器有自己的性能和限制，因此一个给定传感器的适应性很大程度取决于使用过程中 的应用。因此为了选择一个正确的传感器，首先必须确定应用的要求。102 页总图显示了各种应 用的要求和检测的技术。制造厂商提供传感器的粗略的标定。传感器选佯船貌Sensor Sele曲m以坍 Mixiitcxiog (IEU l Expc?iu吃 AssessinE 1WA)Tpilc tirnrl Deimicwl (Pf l 工 ArMwnl jftir CKkHiLf Comfiia nLeak De便uigPm吕列眄qumjutwe & ouuniTjmvE AMMrss在给定的应用范围确定传感器应遵循和考虑下列因素：A 为了完成实际的目标，仪器的特性应满足最小的一切要求。特性包括气体的种类和传感器 的量程。被测气体的量程和密度将是实际监视密度的 3 到 5 倍。使用万用表，将其量程选择大于 实际的测量量程。例如，选择50V的量程去测量12V的电池。B 检测要监视区域的背景气体。有些情况背景气体不能被检测到，应分析有代表性的采样气 体。传感器失效的主要原因是采样气体的存在。这一点制造厂商无法给出建议。传感器的选择或 性能必须满足应用的条件。C 被安装的传感器温度范围应在传感器的性能之内，同时，应适合气体的监测。例如，喷气 发动机燃料蒸汽压力很低，如果飞机库内的温度从未超过100F，安装传感器测量可燃范围是无 用的，因为蒸汽密度不能达到可燃级别。应考虑白天和夜晚，冬天和夏天的温差。大的温度变化可能引起湿度的浓缩。在一个限制的区域 这一点很重要，如靠近容器的地方空气流通是很贫乏的。D 一种典型的要求为湿度在 95%的非浓缩气。浓缩的发生是温度变化的原因，如早晨中窗户 和汽车挡风玻璃上的水珠。通常，在正常的工业环境下是没有问题的，甚至像墨西哥湾，只要空 气的流通是正常的，在这海岸线最炎热夏天的几个月中都是没有问题的。缺乏空气流通的区域常 常会引起气体的浓缩。固态型和催化型传感器有加热的自然环境。另外，设计的变送器操作电压为14-24VDC，它可产 生热。因此，为了尽可能的减少浓缩，总是使传感变送器的热度跟环境温度接近。通常电化学型 传感器要求相对低电压，因此，变送器的温度与环境温度基本相同。在这种情况下，容易产生浓 缩现象。E 在应用中要求传感器总是暴露与气体中，对于特殊要求和特殊性能的传感器以及传感器的 供应，需进一步的商量。设计最合适的采样系统是很困难的，另外，这样的系统也是不可应用的 要方方面面都考虑和注意到是非常困难的，但从节省时间和费用方面，应仔细考虑应用的价值和 对象。根据传感器的特性，一个好的决策是传感器满足应用的要求。 这并不是一般性考虑所给出的传感器应用。所以，下列指导性的信息可以帮助你对传感器作出合 适的选择。相对可燃气体的有毒气体的监视 气体监视的应用通常可分为有毒气体的监视和可燃气体的监视。有毒气体的监视通常用于保护人 的身体，其监视的范围是气体允许爆炸极限的 3到5倍。对于大多数的气体，量程是在浓度为 PPM 之中。对于可燃气体的监视，量程是在100%燃点极限之下或量程的一部分如50%LFL。气体的浓 度很高通常是百分之几的量程。 换句话说，对于有毒气体，传感器必须在低浓度下能够测量气体；而可燃气体的监视传感器必须 测量高浓度的气体。摘要电化学型传感器。除应用于氧气以外，电化学型传感器的设计都应用于有毒气体的监视。这 些传感器仅仅适用与低含量 PPM 范围。对于便携式的仪器，电化学型传感器有许多优点，它的 能源消耗低，对气体的响应快，不受湿度的影响。同时，传感器是周期的暴露在气体中，使传感 器的寿命最大化。因此，对于便携式的仪器，电化学型传感器是最好的选择。电化学型传感器的寿命期望值为 二年，然而，由于应用不当它的寿命可能更短。传感器更换的费用是很高的，特别是当使用的数 目很大时。为了保持仪器的功能每年的费用和劳力都必须考虑。大约有20%的气体可以通过电化学型传感器来检检测。其余的气体（PPM量程）需使用固态型 传感器和光电离探测器。催化型传感器。在方便的可燃气体量程LEL内，催化型传感器的应用通常既好又简单。传 感器的使用寿命长因为在便携应用中它的使用是偶尔的。催化型传感器相对来说便宜，但需要确 认的是它必须是知名厂家提供的。红外线和固态型传感器。对于可以使催化型传感器中毒，使传感器可用的气体，应在红外线 传感器和固态型传感器之间选用。这取决于所检测的气体，红外线传感器具有很好的特性，但检 测的气体受到限制。换句话说，固态型传感器在量程为LEL中可检测大多数的化学成分。 在固定式应用中，传感器总是暴露在环境气体当中。对于有毒气体，使用固态型传感器通常是有 利的，特别是当传感器的数量很大时。应用中的冲突可能是一个问题。最好研究一下传感器的特性并同供应商商讨。 对于固定式可燃气体的应用，应选择催化型传感器、固态型传感器和红外线传感器，详细的描述 分别在第 4，5，6 章。对于气体的监视没有一个标准的特性。下面的“气体监视仪表典型特性”一表是依据用户和市场的 要求所列的摘要。在这仅作为参考。气体监视仪表典型特性 远程传感变送器特性被检测气体：甲基溴，0-500PPM传感器： 固态型传感器温度：-10C 到 45 C湿度： 95%RH 非浓缩精度： 5%响应时间： 满刻度的90%时， 50秒背景条件： 正常的环境条件保证变送器使用在一级、一区、B, C, D组的防爆区。变送器的功能调试不需要开盖，并 提供户外应用的保护。电源： 14VDC 到 24VDC输出： 4-20MA 线性输出控制器特性1 带有微处理器的四通道控制单元2 每通道有独立的数字显示。有标定功能，三个报警设定和诊断功能3 三级报警设定点（低、中、高），每个报警带有发光二极管指示。4 继电器： SPDT 接点形式，触点容量为： 5AMP。 220VAC 每个报警级别一个继电器（每通道三个继电器） 选项：每个报警级别有独立的继电器（每通道三个继电器） 每个通道的“故障“继电器指示传感器的电路故障。5 每通道有 4-20MA 模拟输出信号6. 墙装。外壳符号国际电器制造业协会4X标准7. 提供24VDC 500MA给每个传感器，同时，接收4-20MA的变送器的输出信号。