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气体检测、探测、报警整机设计参考

时间:2015-10-28 17:16来源:炜盛科技 作者:炜盛科技 点击:

催化气体传感器 :本系列传感器可以检测多种可燃性气体,理想情况下,传感器的输出与被测可燃性气体的种类无关,事实上,由于不同的可燃性气体具有不同的物理、化学性质,其在传感器表面发生无焰燃烧的程度是不同的,这种差异导致传感器对相同浓度的不同气体会有不同的信号输出。除少数几种气体外,在理想状态下,当传感器暴露在100 % LEL 浓度的不同种类的可燃性气体中时,传感器的输出变化几乎是相同的,下列图表中给出了本系列传感器对几种常见的可燃性气体灵敏度:

上表是以甲烷为参考气体别的气体的相对灵敏度。比如:如果传感器在5%的甲烷浓度下输出30mw,那么在2.1%的丙烷浓度下输出是22.5mv,在4%的氢气浓度下输出也是30mv。

催化气体传感器一般用惠斯登电桥检测电压输出来达到检测气体浓度,如左图。不建议传感器信号直接进行AD转换,因为这样传感器的供电电压飘移会对输出信号有较大影响。催化气体传感器对电源电压要求比较高,一般要求额定工作电压 正负零点一伏,因为电源电压直接影响传感器的加热温度,电源电压偏差太大会导致灵敏度降低和稳定性变差。由于催化气体传感器的信号输出阻抗较小,信号放大可以采用普通廉价运放,如LM324、LM358等。

催化气体传感器因含有催化剂所以也存在中毒,如环境中含有硫化物、硅化物、卤素化合物等,传感器灵敏度会迅速下降直至失效,在极端情况下此过程可能会小于一个月。整机设计时要杜绝采用硅胶外壳,泵吸方式采样的管路也要杜绝采用硅胶管。

电化学气体传感器:电化学传感器有两种:一种是迦伐尼电池式气体传感器,用于检测氧含量; 另外一种是毒性气体传感器。由于电化学传感器信号输出小---在nA级。在进行信号放大时需选择高输入阻抗、低漂移精密型运算放大器,如美国模拟器件公司的AD8572。电化学气体传感器的温度系数比较大,一般需要进行温度补偿,更简单的方法就是在运算放大回路里接入热敏电阻。

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