ガスセンサは、特定のガスの存在と濃度を検出し、関連情報を読み取り可能な出力信号に変換するための重要な装置です。
1.コア機構:ガスセンサは感受性材料と測定されたガスと物理または化学反応を起こし、自身のいくつかの測定可能な特性(抵抗、電流、電圧、周波数、温度、光学特性など)の変化を引き起こし、さらにこれらの変化を電気信号出力に変換する。このプロセスはガス成分から電気信号への変換を実現し、後続の処理と分析を容易にする。
2.具体的なタイプ例
−半導体式:金属酸化物半導体材料と特定のガスとの接触時の抵抗率の変化を用いてガスを検出する。例えば、N型半導体に酸化ガスが吸着すると、キャリアが減少して抵抗率が上昇し、還元型ガスはP型半導体に吸着し、キャリアが増えると抵抗率が低下する。一般的な材料としては、SnO 2、ZnOなどが挙げられる。
−触媒燃焼式:白金抵抗表面に耐高温触媒層を調製し、可燃性ガスはその表面で無炎燃焼を発生し、熱を発生して抵抗値を変化させ、かつこの変化はガス濃度に比例し、
−電気化学式:ガスはろ過膜を透過してセンサ内部に入り、液体電解質と反応して電流または電圧信号を生成し、高精度の検出シーンによく用いられる、
−赤外吸収型(NDIR):特定波長赤外光が目標ガスに選択的に吸収される特性に基づいて、光強度減衰度を検出することによりガス濃度を推定し、メタンなどの特徴的な吸収ピークを有する成分分析に適用する。
ガスセンサの使用上の注意:
1.設置環境の考慮
−干渉源を避ける:機械的振動が内部構造の安定性に影響を与え、追加のノイズ信号を導入する可能性があるため、振動源に近い位置にセンサを設置することを避ける、同時に高温域からも離れ、高温は材料の膨張収縮を招き、センサーの性能特性を変える可能性がある。また、腐食しやすい環境に対しては、腐食性ガスがセンサ表面に直接接触して破損するのを防止するための適切な防護措置をとるべきである。
-良好な換気条件:センサの周囲に十分な空気の流れがあることを確保し、測定されたガスを迅速に拡散し、応答速度と回復時間を高めるのに役立つ。しかし、屋外で使用する際には風砂、雨水の侵入などの問題にも注意しなければならない。
2.電気安全規範
-正しい配線:製品説明書に提供された回路図に厳格に従って電源線と信号線を接続し、短絡や接合逆極性などの状況の発生を避ける。識別とメンテナンスを容易にするために、識別付きのカラーコード電線を使用することをお勧めします。複雑な電磁環境で動作する場合は、外部電磁場が信号伝送に与える影響を減らすためにシールドケーブルも使用する必要があります。
-接地処理:静電気蓄積による安全事故を防止するために、すべての金属ハウジングの設備は適切に接地しなければならない。特に乾燥シーズンや引火性爆発性物質の処理には注意が必要です。
3.日常メンテナンスとメンテナンス
-定期キャリブレーション:長期間使用すると零点ドリフトや感度低下などの問題があるため、メーカーが推奨する周期に合わせてセンサをキャリブレーションする必要があります。これは、標準ガスボンベまたは他の認証された基準物質によって達成することができる。タイムリーな較正は測定精度を保証するだけでなく、設備の使用寿命を延長することもできる。
-清掃・メンテナンス:定期的にセンサ表面のほこり、油汚れ、その他の汚染物、特に吸気口部分を清掃し、閉塞が正常な通気に影響を与えないようにする。柔らかいブラシで軽く拭くことができ、水で洗い流したり水に浸したりしないでください。また、シールリングが完全に損傷していないかどうかを検査し、老化亀裂があれば速やかに交換しなければならない。