氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)的核心,通常安裝在探測頭內(nèi)。從本質上講,氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉化成對應電信號的轉換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調(diào)理,通常包括濾除雜質和干擾氣體、干燥或制冷處理、樣品抽吸,甚至對樣品進行化學處理,以便化學傳感器進行更快速的測量。
氣體的采樣方法直接影響傳感器的響應時間。目前,氣體的采樣方式主要是通過簡單擴散法,或是將氣體吸入檢測器。
簡單擴散是利用氣體自然向四處傳播的特性。目標氣體穿過探頭內(nèi)的傳感器,產(chǎn)生一個正比于氣體體積分數(shù)的信號。由于擴散過程漸趨減慢,所以擴散法需要探頭的位置非常接近于測量點。擴散法的一個優(yōu)點是將氣體樣本直接引入傳感器而無需物理和化學變換。樣品吸入式探頭通常用于采樣位置接近處理儀器或排氣管道。這種技術可以為傳感器提供一種速度可控的穩(wěn)定氣流,所以在氣流大小和流速經(jīng)常變化的情況下,這種方法較值得推薦。將測量點的氣體樣本引到測量探頭可能經(jīng)過一段距離,距離的長短主要是根據(jù)傳感器的設計,但采樣線較長會加大測量滯后時間,該時間是采樣線長度和氣體從泄漏點到傳感器之間流動速度的函數(shù)。對于某種目標氣體和汽化物,如SiH4以及大多數(shù)生物溶劑,氣體和汽化物樣品量可能會因為其吸附作用甚至凝結在采樣管壁上而減少。
氣體傳感器是化學傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測量技術,從所用材料到制造工藝,從檢測對象到應用領域,都可以構成獨立的分類標準,衍生出一個個紛繁龐雜的分類體系,尤其在分類標準的問題上目前還沒有統(tǒng)一,要對其進行嚴格的系統(tǒng)分類難度頗大。
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