W typowym ludzkim nosie znajduje się setki receptorów zapachowych, które pozwalają nam wykryć około 1 biliona różnych zapachów. Ale wielu z nas nie potrafi określić formy lub stężenia gazu w naszej atmosferze. Istnieje kilka rodzajów czujników do obliczania różnych parametrów, a czujnik gazu jest przydatny w zastosowaniach, w których musimy wykrywać zmiany stężenia szkodliwych gazów, aby zapewnić bezpieczeństwo urządzenia i zapobiec niepożądanym zagrożeniom. Do wykrywania gazów takich jak tlen, dwutlenek węgla, azot, metan itp. istnieją różne czujniki gazu, każdy działający tak, aby wykryć specyficzny gaz. Mogą być również szeroko stosowane w urządzeniach, które są wykorzystywane w fabrykach i biurach do wykrywania wycieków toksycznych gazów czy śledzenia jakości powietrza w domach itp.
O czujnikach gazu
Czujnik gazu to urządzenie wykrywające obecność lub stężenie gazów w atmosferze. Czujnik wytwarza odpowiednią różnicę potencjałów w zależności od stężenia gazu, regulując rezystancję materiału w czujniku, którą można określić jako napięcie wyjściowe. Rodzaj i stężenie gazu można obliczyć na podstawie tej wartości napięcia. Rodzaj gazu, który może być wykryty przez czujnik, zależy od materiału czujnika w urządzeniu. Czujniki są zwykle dostępne jako moduły z komparatorami. Na tych komparatorach można ustalić konkretną wartość progową stężenia gazu. Czujnik reaguje dając nam pewien sygnał, gdy stężenie gazu osiąga ten próg.
Gdzie używa się czujników gazu?
- Stosowany w wykrywaniu pożarów.
- Służą do śledzenia stężenia gazów toksycznych w przemyśle.
- Służy do śledzenia poziomów CO2 w klimatyzatorach.
- Są używane w domach do stwierdzania działań w nagłych wypadkach.
- Stężenie emitowanych gazów jest śledzone na platformach wiertniczych.
- Używane w hotelach, aby zniechęcić klientów do palenia.
- Stosowany w kontrolach jakości powietrza w miejscu pracy.
- Stosowany do regulacji stężenia gazu w kopalniach.
- Analizator oddechu.
Typy czujników – element czujnikowy
W zależności od typu elementu czujnikowego, z którym jest zaprojektowany, czujniki gazu są zwykle podzielone na różne kategorie. Poniżej znajduje się klasyfikacja oparta na sposobie wykrywania różnych gazów:
- Czujnik gazu na bazie tlenku metalu
- Optyczny czujnik gazu
- Elektrochemiczny czujnik gazu
- Kalorymetryczny czujnik gazu
- Akustyczny czujnik gazu
Poziom jakich gazów można zmierzyć
- Tlenek węgla
- Dwutlenek węgla
- Cyjanek
- Gazy drażniące
- Łatwopalne opary cieczy
- Freony
- Cyjanowodór
- Siarkowodór
Cel każdego z tych elementów czujnika
Element czujnikowy (warstwa wykrywająca)): Jest to główny element czujnika, który może być używany do wykrywania zmian stężenia gazów i generowania zmiany oporu elektrycznego. Warstwa wykrywająca gaz jest w zasadzie chemirezystorem, który zmienia swoją wartość rezystancji w oparciu o stężenie danego gazu w środowisku. Wielokrotnie element pomiarowy składa się z dwutlenku cyny (SnO2), który na ogół ma nadmiar elektronów (element donorowy). Tak więc za każdym razem, gdy wykrywane są toksyczne gazy, zmienia się opór elementu i przepływający przez niego prąd zmienia się, co reprezentuje zmianę stężenia gazów.
Cewka grzejna: Celem cewki grzejnej jest nagrzanie elementu czujnikowego, aby zwiększyć jego czułość i wydajność. Wykonany jest z niklu i chromu, który ma wysoką temperaturę topnienia, dzięki czemu może pozostać nagrzany bez stopienia.
Linia elektrod: Ponieważ element czujnikowy wytwarza bardzo mały prąd po wykryciu gazu, ważniejsze jest utrzymanie wydajności przenoszenia tych małych prądów. Dlatego przewody platynowe wchodzą w grę, gdzie pomagają w efektywnym przemieszczaniu elektronów.
Elektroda: Jest to złącze, w którym wyjście warstwy czujnikowej jest połączone z linią elektrod. Aby prąd wyjściowy mógł płynąć do wymaganego zacisku. Elektroda jest czasem wykonana ze złota, które jest bardzo dobrym przewodnikiem.
Ceramika rurkowa: Pomiędzy wężownicą nagrzewnicy a warstwą wykrywającą gaz znajduje się ceramika rurkowa wykonana np. z tlenku glinu . Ponieważ ma wysoką temperaturę topnienia, pomaga w utrzymaniu wypalania (podgrzewania) warstwy czujnikowej, co zapewnia wysoką czułość warstwy czujnikowej w celu uzyskania wydajnego prądu wyjściowego.
Siatka nad elementem czujnikowym: Aby chronić elementy czujnikowe i konfigurację, nad nią zastosowano metalową siatkę, która służy również do unikania / utrzymywania cząstek kurzu wchodzących do siatki i zapobiegania uszkodzeniu warstwy czujnikowej gazu przez cząstki korozyjne.
Artykuł powstał we współpracy z sklepogniowy.pl
