氣體偵測器類型及優缺點分析

氣體偵測器原理及適用氣體

 

偵測器類型

測量原理

適用氣體

催化燃燒式

利用可燃氣體在催化劑表面氧化時產生的熱量變化。

可燃氣體(如甲烷、丙烷)

電化學式

氣體與電極反應產生電流,電流大小與氣體濃度成正比。

一氧化碳、硫化氫、氧氣、氨氣(NH₃)、氯氣(Cl₂)、臭氧(O₃)、氟化氫(HF)

紅外線吸收式

測量特定波長紅外線被氣體吸收的程度。

二氧化碳、甲烷、氨氣(NH₃)、氟化氫(HF)

光離子化(PID)

利用紫外線使氣體分子離子化,測量產生的電流。

揮發性有機化合物(VOCs)、氨氣(NH₃)

半導體式

氣體吸附在半導體表面改變其電阻。

多種氣體(如一氧化碳、甲烷、氨氣(NH₃)、氯氣(Cl₂)、臭氧(O₃)

化學發光式

氣體與特定試劑反應產生光,測量光強度。

臭氧(O₃)、氮氧化物

紫外線吸收式

測量特定波長紫外線被氣體吸收的程度。

臭氧(O₃)、氯氣(Cl₂)




各種氣體偵測器的優點和缺點分析

 

偵測原理

優點

應用侷限性

催化燃燒式

  • 靈敏度高:對可燃氣體非常敏感,能檢測到低濃度的氣體
  • 反應快:具有快速的響應時間
  • 可靠性高:長期穩定運行,維護成本較低
  • 交叉干擾:可能會受到其他可燃氣體的干擾
  • 耗氧:測量過程中消耗氧氣,適用於有氧環境
  • 需要定期校正:為保持準確性,需要定期校正

電化學式

  • 高靈敏度:能夠檢測到極低濃度的有毒氣體,如一氧化碳、硫化氫等
  • 低功耗:適用於攜帶式設備,功耗較低
  • 專用性強:針對特定氣體設計,交叉干擾較少
  • 使用壽命有限:傳感器的壽命通常為1至3年,需定期更換
  • 受環境影響:濕度和溫度可能影響檢測結果

紅外線吸收式

  • 非耗氧:不消耗氧氣,適用於缺氧環境
  • 長壽命:傳感器壽命較長,維護成本低
  • 穩定性高:不易受環境因素影響
  • 可測高濃度氣體
  • 體積較大:紅外線傳感器通常較大,不適用於攜帶型設備
  • 受干擾:可能會受到水蒸氣和其他氣體的干擾
  • 光源可能隨時間衰減

光離子化(PID)

  • 高靈敏度:對揮發性有機化合物(VOCs)和一些有毒氣體靈敏
  • 快速響應:能夠迅速檢測氣體濃度變化
  • 廣泛適應性:能檢測多種氣體,適用於多氣體環境
  • 受污染影響:容易受塵埃和污染物影響,需定期清潔和維護
  • 光源壽命有限:紫外光燈管需要定期更換

半導體式

  • 成本低:初始購置和維護成本相對較低
  • 靈敏度中等:能夠檢測多種氣體,適用於家用和工業場合
  • 精確度低:相比其他技術,準確性和精度較低
  • 交叉干擾多:容易受到多種氣體和環境條件的干擾
  • 受溫度影響:溫度變化會影響檢測結果

化學發光式

  • 高靈敏度:對臭氧和氮氧化物等特定氣體非常靈敏
  • 選擇性強:專門設計以檢測特定氣體,干擾少
  • 設備複雜:系統複雜,需要專門的試劑和設備
  • 維護要求高:需要頻繁更換試劑和校正

紫外線吸收式

  • 非接觸式:不直接與氣體接觸,傳感器壽命長
  • 高穩定性:不易受環境條件影響,穩定性高
  • 適用性廣:適用於多種氣體,如臭氧和氯氣
  • 體積較大:通常較大,不適合攜帶式應用
  • 受干擾:可能受到其他吸收紫外線氣體的干擾
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