телефон / факс:
(4812) 25-25-10
(4812) 25-25-20
(4812) 25-25-30
(4812) 25-25-50

Что такое сенсор для газоанализаторов?

Сенсор газовый (англ. gas detector или gas sensor) - устройство, с помощью которого можно измерять величину концентрации или выявлять присутствие отдельных компонентов газовых смесей.
Сенсоры входят в состав:
- датчиков (блоков датчика (БД)) газоанализаторов, а также газоаналитических систем;
- систем измерения и контроля загазованности, которые имеют возможность преобразования сигнала и выдачу цифровой индикации.

Основной функцией газового сенсора (газового датчика или газовой ячейки) является преобразование концентрации измеряемого вещества в непрерывное напряжение или какой-либо иной сигнал, позволяющий произвести регистрацию и визуальное отобразить этот сигнал.
Газовая ячейка - это очень важный газочувствительный элемент любого аналитического прибора. Технические характеристики газоаналитического оборудования, в первую очередь, зависят от газового сенсора, который в нём применяется.

Основные типы газочувствительных сенсоров для приборов газового анализа

Основные типы газочувствительных сенсоров для приборов газового анализа

Наиболее распространенными и используемыми в промышленности являются термохимические (термокаталитические) сенсоры, электрохимические сенсоры и полупроводниковые сенсоры.

Принцип действия термохимического (термокаталитического) сенсора основан на прямой зависимости тепла, получаемого при сгорании детектируемого газа, от величины концентрации этого газа.
Термокаталитический сенсор является комплектующим элементом и может использоваться в стационарных и переносных газоаналитических приборах, таких как: СТХ-17, СТМ-10, СТМ-30, СТМ-30М, СГГ-6М, СГГ-20, ДАТ-М, ГСМ-05 и других. Термохимический сенсор применятся для измерения следующих газов: H2, CH4, C3H8, LPG и других горючих веществ Ex.
Термокаталитические датчики обладают рядом преимуществ:
- простота конструкции;
- высокое быстродействие;
- как правило, наличие взрывозащищённого исполнения;
- способность обнаружения разнообразных газов.

В электрохимических сенсорах проверяемый компонент взаимодействует с чувствительным слоем непосредственно на электроде или в слое раствора проводящего электролита около него. Электрохимическая ячейка (ЭХЯ), как правило, имеет два или три электрода для совершения электрохимической реакции. Такие сенсоры применяются в газоаналитическом оборудовании и предназначены для количественного и качественного анализа веществ (NH3, H2, H2S, CO, Cl2, HCl, SO2, NO, NO2, O2 и других) в жидких и газообразных средах.
Электрохимические датчики обладают следующими преимуществами, при сравнении их с обычным аналитическим оборудованием:
- малые габаритные размеры;
- высокая селективность;
- удобство использования;
- простота конструкции;
- высокая надёжность;
- значительный ресурс работы;
- относительно низкая стоимость.
Различают следующие электрохимические сенсоры: кулонометрические, потенциометрические, амперометрические (вольтамперометрия), кондуктометрические.

Работа полупроводникового сенсора основана на регистрации изменений сопротивления при воздействии на него измеряемого газа.
Полупроводниковые сенсоры (датчики) обладают практически полным отсутствием селективности (избирательности), но при этом имеют ряд преимуществ:
- обеспечивают длительную работу в необслуживаемом режиме;
- сравнительно дёшевы и имеют небольшие габаритные размеры;
- обладают высоким быстродействием и чувствительностью к малым концентрациям измеряемых газов;
- имеют высокую технологичность изготовления.
Одним из основных лидеров производства полупроводниковых датчиков является японская компания Figaro Engineering Inc. с ежегодным выпуском сенсоров в объёме около 5 миллионов штук.
Полупроводниковые ячейки относятся к электрическим датчикам. Они широко используются в приборах пожарной сигнализации и оповещения, как альтернативные устройства традиционным дымовым, тепловым и оптическим сигнализаторам.

Оптические сенсоры фиксируют изменение оптической плотности исследуемой газовой смеси при определенной длине волны. Различают следующие оптические датчики: спектрофотометрические, люминесцентные.

К электрическим химическим сенсорам относятся: полевые транзисторы, органические полупроводники (фталоцианины) и полупроводники с электронной проводимостью на основе оксидов металлов (W, Zn, Sn, Cr, Ti, V, Cd и других). Измеряемыми величинами являются заряд или ёмкость, проводимость, разность потенциалов, изменяющиеся при воздействии анализируемого вещества.

В основе работы магнитных сенсоров (датчиков магнитного поля) лежит магниторезистивный эффект или эффект Холла. К магнитным датчикам относятся: магниторезистивные полупроводниковые элементы, датчики Холла и другие.

Чувствительные к изменению массы сенсоры работают за счёт обеспечения преимущественной адсорбции молекул детектируемого газа на поверхности кристалла с помощью нанесения тонкого слоя адсорбирующего материала. К чувствительным к изменению массы датчикам относят пьезоэлектрические и акустические на поверхностных водах.

В настоящее время в линейке химических сенсоров присутствуют наиболее распространенные типоразмеры, позволяющие подобрать газовый датчик под практически любой газоанализатор, либо газоаналитическую систему.