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氣體檢測、探測、報警整機設計參考

來源:鄭州煒盛電子科技有限公司   2025年05月25日 07:01  

催化氣體傳感器 :本系列傳感器可以檢測多種可燃性氣體,理想情況下,傳感器的輸出與被測可燃性氣體的種類無關,事實上,由于不同的可燃性氣體具有不同的物理、化學性質,其在傳感器表面發生無焰燃燒的程度是不同的,這種差異導致傳感器對相同濃度的不同氣體會有不同的信號輸出。除少數幾種氣體外,在理想狀態下,當傳感器暴露在100 % LEL 濃度的不同種類的可燃性氣體中時,傳感器的輸出變化幾乎是相同的,下列圖表中給出了本系列傳感器對幾種常見的可燃性氣體靈敏度:

上表是以甲烷為參考氣體別的氣體的相對靈敏度。比如:如果傳感器在5%的甲烷濃度下輸出30mw,那么在2.1%的丙烷濃度下輸出是22.5mv,在4%的氫氣濃度下輸出也是30mv。

催化氣體傳感器一般用惠斯登電橋檢測電壓輸出來達到檢測氣體濃度,如左圖。不建議傳感器信號直接進行AD轉換,因為這樣傳感器的供電電壓飄移會對輸出信號有較大影響。催化氣體傳感器對電源電壓要求比較高,一般要求額定工作電壓 正負零點一伏,因為電源電壓直接影響傳感器的加熱溫度,電源電壓偏差太大會導致靈敏度降低和穩定性變差。由于催化氣體傳感器的信號輸出阻抗較小,信號放大可以采用普通廉價運放,如LM324、LM358等。

催化氣體傳感器因含有催化劑所以也存在中毒,如環境中含有硫化物、硅化物、鹵素化合物等,傳感器靈敏度會迅速下降直至失效,在情況下此過程可能會小于一個月。整機設計時要杜絕采用硅膠外殼,泵吸方式采樣的管路也要杜絕采用硅膠管。

電化學氣體傳感器:電化學傳感器有兩種:一種是迦伐尼電池式氣體傳感器,用于檢測氧含量; 另外一種是毒性氣體傳感器。由于電化學傳感器信號輸出小---在n。在進行信號放大時需選擇高輸入阻抗、低漂移精密型運算放大器,如美國模擬器件公司的AD8572。電化學氣體傳感器的溫度系數比較大,一般需要進行溫度補償,更簡單的方法就是在運算放大回路里接入熱敏電阻。

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