检测LEL可燃气体的传感器有哪些?

密闭空间的仪器几乎总是包含一个用于测量百分比的传感器爆炸下限可燃气体。广泛应用的LEL传感器有两种类型;催化“惠斯通桥”或红外(IR)传感器。每种传感器都有各自的优点和缺点。

催化LEL可燃气体传感器

惠斯通桥可燃气体传感器通过催化氧化位于传感器内部的活性珠上的气体来检测气体。催化式LEL传感器包含两圈细铂线，它们被涂上陶瓷或多孔氧化铝材料，形成珠子。这些珠子被连接到一个平衡的惠斯顿电桥电路的相反的手臂上。另外，一颗珠子用铂或钯基材料处理，使“活性”(或探测器)珠子上发生催化氧化。催化剂不被氧化过程消耗。

活性珠的温度必须足够高才能使气体被氧化。而其他气体可以在较低的温度下被氧化，为了检测甲烷，活性珠的温度必须是500°C或更高。如果存在可燃气体，氧化将活性珠加热到更高的温度。未处理的参考珠的温度不受气体存在的影响。由于两个磁珠串在惠斯顿电桥电路的相对臂上，因此磁珠之间的温度差异就被仪器记录为电阻的变化。

催化可燃气体传感器无法区分不同的可燃气体。它们根据传感器附近所有能被氧化的气体的总加热效应提供一个信号。

催化珠传感器响应范围广的可燃性气体和蒸汽。不同气体对活性珠的加热效果不同。由于这个原因，不同可燃气体当量浓度之间的读数可能不同。

一个重要的考虑是，催化LEL传感器需要氧气的存在，以检测气体。随着氧气浓度的下降，传感器氧化气体的能力降低，导致读数越来越不准确。大多数制造商规定，如果O的浓度过高，他们的催化LEL传感器不能使用_2.少于10%。

另一个重要的考虑因素是，接触抑制或毒害传感器的化学品可能会使催化LEL传感器中毒。催化LEL传感器毒物包括含有硫、磷的分子或含有硅酮的蒸汽。催化LEL传感器不得故意接触含有硅酮的蒸汽。

红外LEL传感器

红外(IR) LEL传感器测量气体作为在特定波长或波长范围内的红外光吸收度的函数。分子可以被理解为球(原子)，由可以在三维空间中振动(拉伸、弯曲或旋转)的弹性弹簧(键)连接在一起。每个分子都有一定的振动模式。每一阶振型表示在特定频率下的振动运动。当化学键吸收红外辐射时，能量转移后，化学键继续以相同的频率振动，但振幅更大。要吸收红外能量(即要将振动能量转移到分子上)，频率必须与振动模态的频率相匹配。

当红外辐射通过含有可测量气体的传感室时，只有那些与气体分子中化学键的振动模式相匹配的波长才会被吸收。其余的光会毫无阻碍地通过传感室传输。该仪器测量传感室内分子吸收的光量。与参考信号相比，可测量气体的浓度越大，到达有源探测器的光量减少的幅度就越大。

实际上吸收红外光的是被测分子中的化学键。由于较大的分子有更多的化学键将分子中的原子固定在一起，因此它们为吸收红外辐射提供了更多的机会。因此，NDIR传感器实际上对更大的可燃气体分子（如己烷、辛烷和壬烷）更敏感，而不是更不敏感。

IR LEL传感器的主要优点是比催化LEL传感器功耗更低。另一个优点是IR LEL传感器不需要氧气来检测气体，可用于缺氧或惰性环境。此外，IR LEL传感器不包括可能因接触硅酮或其他催化LEL传感器毒物而损坏的催化剂或材料。

红外LEL传感器非常适合检测常见可燃气体，如甲烷和丙烷。然而，红外传感器无法测量气体，除非分子中的键在测量波长处吸收红外。

氢不吸收红外光，红外LEL传感器不能用于测量氢（H_2.）.在H_2.可能存在，仪器应配备一种类型的传感器，以响应H_2.，如pellistor LEL传感器或能够测量H_2.在所需的范围内。

便携式CS仪器中使用的IR LEL传感器通常不用于检测乙炔。根据制造商的不同，它们可能检测到苯或其他“不饱和”物质，也可能检测不到挥发性有机化学品(VOC)蒸汽。重要的是要在使用前验证红外LEL传感器能够检测到感兴趣的气体。