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紅外傳感器檢測(cè)方式用于甲烷氣體監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)


  來(lái)源: 傳感器專家 時(shí)間:2019-11-22 編輯:儀商WXF
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天然氣主要由甲烷組成,在發(fā)電中有著廣泛的應(yīng)用。然而,甲烷是一種極其易燃的溫室氣體,可以在空氣中形成爆炸性混合物,甲烷泄漏會(huì)產(chǎn)生毀滅性的后果,因此在天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸和發(fā)電過(guò)程中檢測(cè)泄漏至關(guān)重要。

 

紅外傳感器

 

在化學(xué)工業(yè)中,合成氣、甲醇、乙酸和其他商品化學(xué)品的生產(chǎn)依賴于甲烷氣體傳感器,以確保過(guò)程安全有效地運(yùn)行,測(cè)量大氣中的甲烷含量,對(duì)于監(jiān)測(cè)可能影響環(huán)境和人類健康的不斷變化的環(huán)境狀況也變得越來(lái)越重要。

 

目前,市面上有各種各樣的甲烷氣體探測(cè)器和傳感器,它們各有優(yōu)缺點(diǎn):

 

火焰電離探測(cè)器(FIDS)

FIDS使用氫火焰電離甲烷氣體,電離氣體傳導(dǎo)電流,測(cè)量電流以確定氣體濃度。雖然FID是快速和準(zhǔn)確的,但它們需要?dú)湓?、明火和清潔的空氣供?yīng),因此,F(xiàn)ID不適合于某些應(yīng)用。

 

催化傳感器 

催化傳感器催化甲烷與氧氣的反應(yīng),產(chǎn)生熱量,改變傳感器的電阻,由此計(jì)算甲烷濃度。雖然催化傳感器價(jià)格低廉且堅(jiān)固可靠,但它們需要氧氣的存在才能工作,而且容易中毒、燒結(jié)和污染,因此需要定期校準(zhǔn)和更換。

 

半導(dǎo)體傳感器 

半導(dǎo)體傳感器以類似于催化傳感器的方式與甲烷反應(yīng),導(dǎo)致用于計(jì)算氣體濃度的電阻發(fā)生變化,與催化傳感器一樣,半導(dǎo)體傳感器容易受到污染和中毒。

 

電化學(xué)傳感器 

電化學(xué)傳感器在電極上氧化或還原甲烷產(chǎn)生電流,用于測(cè)定氣體濃度。由于大氣與電極之間的接觸,會(huì)發(fā)生腐蝕和化學(xué)污染,電化學(xué)傳感器需要頻繁更換。

 

紅外傳感器 

紅外傳感器使用紅外光束探測(cè)和量化大氣中的氣體。雖然紅外感應(yīng)器比其它感應(yīng)器稍貴,但它們堅(jiān)固耐用,因此,紅外傳感器已經(jīng)成為探測(cè)一系列氣體的主流技術(shù)。

 

一種非色散紅外(NDIR)傳感器通常由一個(gè)紅外源、一個(gè)樣品室、一個(gè)濾光器和一個(gè)紅外探測(cè)器組成。典型的傳感器,包含參考?xì)怏w的第二個(gè)腔室與取樣室紅外光平行運(yùn)行,通過(guò)該大氣取樣室將該取樣室中的甲烷氣體以特定波長(zhǎng)吸收光。探測(cè)器前面的濾光器遮擋了非所需波長(zhǎng)的光,因此探測(cè)器只測(cè)量指定波長(zhǎng)處的衰減,用于確定當(dāng)前甲烷的濃度。

 

與其它氣體檢測(cè)技術(shù)相比,紅外傳感器檢測(cè)技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):紅外傳感器有一個(gè)內(nèi)置的故障安全系統(tǒng),它來(lái)自于小信號(hào)代表高濃度氣體的事實(shí),而在其它傳感器中,小信號(hào)或無(wú)信號(hào)意味著零或低氣體濃度。如果探測(cè)器變得模糊或失效,紅外輻射將不會(huì)記錄,并將發(fā)出警報(bào)。

 

此外,與其它類型的傳感器不同,紅外探測(cè)器不與甲烷氣體相互作用,大氣中的氣體和污染物只與光束相互作用,因此探測(cè)器受到保護(hù),壽命長(zhǎng)。

 

NDIR傳感器也能夠比要求混合氣體燃燒的技術(shù)更具體。在某些情況下,NDIR傳感器甚至允許在另一種可燃?xì)怏w存在的情況下檢測(cè)一種易燃?xì)怏w成分,但這確實(shí)產(chǎn)生了一個(gè)限制,即用戶無(wú)法確定一種氣體混合物是否易燃。

 

與其它傳感器一樣,紅外探測(cè)器提供快速的響應(yīng)時(shí)間和精確的結(jié)果。雖然催化、半導(dǎo)體、電化學(xué)傳感器和FLDS都要求目標(biāo)氣體的濃度低于較低的爆炸極限,但紅外傳感器能夠準(zhǔn)確地測(cè)量氣體濃度為零至100%。此外,紅外傳感器不需要氧氣或外部氣體來(lái)工作。

 

當(dāng)然,紅外傳感器也有一些缺點(diǎn):它們可能受到溫度和壓力變化的不利影響。然而,目前,先進(jìn)的紅外傳感器開(kāi)始提供壓力和溫度補(bǔ)償,這就使得傳感器更為可靠和。總的來(lái)說(shuō),紅外傳感器檢測(cè)方式,現(xiàn)已成為甲烷和其它與工業(yè)和環(huán)境有關(guān)的氣體的首選檢測(cè)方法。

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