Đối với các ngành công nghiệp khác nhau, cảm biến khí hoặc máy dò khí khác nhau được sử dụng, như máy dò khí H2S, máy dò khí ch4 hoặc máy dò khí voc PID, chúng sử dụng các cảm biến khí khác nhau.
Cốt lõi của máy dò khí nằm ở công nghệ cảm biến của nó. Các loại cảm biến khác nhau phù hợp với các loại khí khác nhau, các tình huống khác nhau và các yêu cầu về độ chính xác khác nhau. Dưới đây là phân tích toàn diện về các loại cảm biến khí phổ biến, cho phép bạn lựa chọn dựa trên nhu cầu phát hiện và khí mục tiêu của mình (độ chính xác, tốc độ phản hồi, tuổi thọ, chi phí).
Phân loại theo nguyên tắc phát hiện:
1. Cảm biến bán dẫn: Dành cho các loại khí dễ cháy (như CH₄), VOC và CO. Nguyên lý là khí hấp phụ trên bề mặt oxit kim loại, gây ra sự thay đổi điện trở. Chi phí thấp, tuổi thọ cao, nhạy cảm với khí dễ cháy và VOC. Độ ổn định kém, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, độ chính xác nhìn chung thấp, độ chọn lọc kém và độ lệch điểm 0. Được sử dụng trong thiết bị báo khí gas trong gia đình và-cảnh báo an toàn công nghiệp cấp thấp.
2.Cảm biến đốt cháy xúc tác: Dành cho các loại khí dễ cháy (metan, propan, v.v.). Nguyên lý là khí cháy trên bề mặt hạt xúc tác, gây ra sự thay đổi điện trở cầu. Công nghệ hoàn thiện, phản ứng tuyến tính tốt với khí dễ cháy và tuổi thọ dài. Chỉ thích hợp với các loại khí dễ cháy, môi trường cần-oxy, chất xúc tác dễ bị nhiễm độc (sulfua, silicua) và có nguy cơ bốc cháy.
3. Cảm biến điện hóa, Những cảm biến này được sử dụng để giám sát các loại khí dễ cháy trong môi trường dầu mỏ, hóa chất và khai thác mỏ để ngăn ngừa vụ nổ. Chúng nhắm mục tiêu vào các loại khí độc (CO, H₂S, SO₂, O₃, v.v.) và oxy (O₂). Các chất khí trải qua phản ứng oxi hóa khử trong chất điện phân, tạo ra dòng điện tỷ lệ thuận với nồng độ. Chúng có độ nhạy cao, độ chọn lọc tốt, mức tiêu thụ điện năng thấp nhưng có tuổi thọ hạn chế (thường là 1-2 năm). Chúng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, dễ bị nhiễu chéo và cần được hiệu chuẩn định kỳ. Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị bảo hộ cá nhân di động và để theo dõi mục tiêu các loại khí độc trong các ứng dụng công nghiệp.
4. Cảm biến hồng ngoại: Những cảm biến này nhắm mục tiêu các khí hoạt động-hồng ngoại (CO₂, CH₄, propan, chất làm lạnh, v.v.)|Dựa trên Định luật Bia Lambert-, họ đo lường sự hấp thụ các bước sóng hồng ngoại cụ thể của chất khí. Chúng có tuổi thọ cực kỳ dài, độ ổn định cao, tính chọn lọc tốt, không bị ảnh hưởng bởi oxy và về bản chất là an toàn. Chúng đắt hơn và chủ yếu được sử dụng để theo dõi carbon dioxide, phân tích khí nhà kính, giám sát-độ chính xác cao của khí dễ cháy và phát hiện rò rỉ chất làm lạnh.
5.Cảm biến hồng ngoại: Những cảm biến này nhắm vào các khí phản ứng-hồng ngoại (CO₂, CH₄, propan, chất làm lạnh, v.v.). Dựa trên Định luật Bia Lambert-, họ đo lường sự hấp thụ các bước sóng hồng ngoại cụ thể của chất khí. Chúng có tuổi thọ cực kỳ dài, độ ổn định cao, tính chọn lọc tốt, không bị ảnh hưởng bởi oxy và về bản chất là an toàn. Chúng đắt hơn và thường được sử dụng để theo dõi khí carbon dioxide, phân tích khí nhà kính, giám sát-độ chính xác cao của khí dễ cháy và phát hiện rò rỉ chất làm lạnh.
6. Cảm biến quang hóa: Nhắm vào các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và một số loại khí độc, nó sử dụng đèn cực tím để ion hóa các phân tử khí và đo dòng ion thu được. Nó có độ nhạy cực cao đối với VOC (mức ppb), phản hồi nhanh và đo lường không{2}}phá hủy. Tuy nhiên, nó không thể phân biệt các hợp chất cụ thể (tổng VOC), không nhạy cảm với một số loại khí nhất định (chẳng hạn như CH₄) và có tuổi thọ đèn UV hạn chế. Các ứng dụng bao gồm khảo sát vệ sinh công nghiệp, phát hiện rò rỉ, giám sát tình trạng khẩn cấp về môi trường và điều tra hiện trường bị ô nhiễm.
7. Cảm biến tia cực tím: Nhắm mục tiêu hấp thụ các bước sóng cụ thể của tia cực tím bằng các chất khí như ozon, clo và hơi thủy ngân (Luật bia Lambert-). Nó có tuổi thọ cao, độ chính xác cực cao, độ ổn định tốt và hầu như không bị nhiễu. Tuy nhiên, nó đắt tiền và có độ đặc hiệu cao (một cảm biến thường chỉ đo được một loại khí). Nó được sử dụng rộng rãi để giám sát và phân tích nồng độ ozone trực tuyến, giám sát clo công nghiệp và giám sát phát thải khí thải.
8. Cảm biến laze: Nhắm mục tiêu các loại khí cụ thể (chẳng hạn như CH₄, HCl, NH₃), nó sử dụng phổ hấp thụ điốt laze có thể điều chỉnh để đo các vạch hấp thụ cụ thể. 7. **Cảm biến siêu âm:** Độ nhạy cực cao (mức ppb), phản ứng cực nhanh, độ chọn lọc cực cao và có khả năng đo từ xa khoảng cách- (đường quang mở). Hệ thống rất tốn kém và phức tạp. Chủ yếu được sử dụng để viễn thám về rò rỉ đường ống dẫn khí đốt tự nhiên, giám sát an toàn khu vực và phân tích-độ chính xác cao.
9. Cảm biến siêu âm: Nguyên tắc: Cảnh báo rò rỉ sớm đạt được bằng cách phát hiện các tín hiệu siêu âm do rò rỉ khí tạo ra. Các tính năng: - Không-tiếp xúc, có khả năng phát hiện-khoảng cách xa. Thích hợp để theo dõi rò rỉ trong đường ống-áp suất cao và bể chứa.
10. Cảm biến độ dẫn nhiệt: Nguyên tắc: Phát hiện nồng độ bằng cách sử dụng sự chênh lệch về độ dẫn nhiệt của khí, thường được sử dụng cho hydro hoặc các khí có nồng độ-cao. Tính năng: Thích hợp để phát hiện nồng độ-cao, không cần oxy. Độ chính xác thấp hơn, dễ bị ảnh hưởng bởi luồng không khí xung quanh.