火狐体育压注:催化燃烧式传感器的工作原理

　　催化燃烧式传感器的工作原理催化燃烧式传感器的工作原理 2011-12-15​ 来源： 工控中国 更多 催化燃烧式传感器属于高温传感器，催化元件的检测元件是在铂丝线）上包以氧化铝和粘合剂形成球状，经烧结而成，其外表面敷有铂、钯等稀有金属的催化层，其结构如图所示 对铂丝通以电流，使检测元件保持高温（300~400℃），此时若与可燃气体接触如甲烷气体，甲烷就会在催化剂层上燃烧，燃烧的实质是元件表面吸附的甲烷与吸附的氧离子之间的反应，反应完成后生成CO2和H2O解析，而气相中的氧由被元件吸附并解离，重新补充元件...

　　催化燃烧式传感器的工作原理 2011-12-15​ 来源： 工控中国 更多 催化燃烧式传感器属于高温传感器，催化元件的检测元件是在铂丝线）上包以氧化铝和粘合剂形成球状，经烧结而成，其外

　　面敷有铂、钯等稀有金属的催化层，其结构如图所示 对铂丝通以电流，使检测元件保持高温（300~400℃），此时若与可燃气体接触如甲烷气体，甲烷就会在催化剂层上燃烧，燃烧的实质是元件表面吸附的甲烷与吸附的氧离子之间的反应，反应完成后生成CO2和H2O解析，而气相中的氧由被元件吸附并解离，重新补充元件表面上的氧离子。 利用元件测量甲烷式基于在其表面测量甲烷燃烧反应放出的热量的原理，即燃烧使铂丝线圈的温度上升，线圈的电阻值就上升。测量铂丝电阻值变化的大小就不难得知可燃气体的浓度。 在实际应用中常采用惠斯顿电桥测量电路，如图所示。电桥中黑元件既是检测元件，白元件为补偿元件，白元件与黑元件相比只缺少催化剂层，也就是说白元件遇到可燃气体不能燃烧，。有一些厂家将黑白元件封装在一个防爆网内，也有一些厂家分别封装。当空气中有一定浓度的可燃气体时，检测元件由于燃烧而电阻值上升，电桥失衡，由电压输出，起到检测作用。 可燃物在催化剂作用下燃烧。与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。例如家用负载Pd或稀土化合物的催化燃气灶，可减少尾气中CO含量，提高热效率。负载0.2%pt的氧化铝催化剂，在500℃下，可将大多数有机物燃烧，脱臭净化到化学位移σ=1以下。催化燃烧为无焰燃烧，因此适用于安全性要求高的场合，如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉（催化剂为浸Pt石棉）等。如消除化工厂NOx的烟雾，可加燃料到烟雾中，通过负载型铂和钯催化剂，催化燃烧使NOx转化为N2气。采取了适当的催化剂，使用有害化学气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。 气体探测器的传感器采用催化燃烧的方式检测气体，称为催化燃烧式传感器。 检测可燃气体的探测器通常用催化燃烧式传感器，它可以看成是一个小型化的热量计，它的检测原理在几十年内没有大的变化。这是一个惠斯通电桥的结构。在它的测量桥上涂有催化物质，它在整个的测量过程中是不被消耗的。即使在空气中气体和蒸气浓度远远低于LEL时，它们也会在这个桥上发生催化燃烧反应，测量时，要在参比和测量电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。一般的情况下，电桥是平衡的，V1=V2，输出为零。如果有可燃气体存在，它的氧化过程会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2

　　V1，输出的电压同待测气体的浓度成正比。 测量易燃易爆气体时氧气浓度是一个一定要注意的问题。催化式传感器要求至少8-10%的氧气才能做准确测量。而在100%可燃气浓度下，这种仪器的读数将是0%LEL!因此在测量规程中，要求在测量易燃易爆气体的%LEL之前必须首先测量氧气浓度。这也是怎么回事要求在密闭空间测量中必须同时测量氧气和LEL的原因。如果在完全无氧的情况下测量LEL值很容易得到错误的结果。 催化燃烧传感器能对大部分的可燃气体产生响应。特定气体在测量桥上燃烧产生的热量就反映了它的燃烧热，而后者会随各类物质性质改变。所以，不同物质即使在相同浓度下也会产生不同的仪器读数。要记住，仪器测量的是电阻的变化而不是浓度的变化!不同的气体在测量桥上的行为会有很大的不同。通常，较大的分子会产生更多的燃烧热。另一方面，较小的分子更容易进入测量头的烧结结构可以进行反应。催化燃烧式传感器，尤其是测量%LEL的传感器不适合于检测“较重的”或者长链的烷烃，特别是高闪点的物质。正如前面所提到的那样，此时使用光离子化检测器可能是一个好的办法。 文章链接：工控中国 可燃气体测量仪器工作原理 ​ 可燃气体测量仪器由传感器检验测试电桥、直流放大器、A／D转换单元、零点、量程调整单元、单片机以及报警显示电路和输出电路等部分所组成。系统框图如图1所示。首先，传感器送来的与可燃性气体浓度相对应的微小电压信号经过放大后，由A／D转换电路将其转换成数字信号后送入单片机。单片机再对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据加以

　　，以确认是否大于或等于某个报警值。若大于报警值则启动报警电路发出声光报警，反之则为正常状态。然后该数字信号被送到显示单元以显示对应的浓度值。 可燃气体测量仪器硬件电路 ​ 经过试验对比，该设计采用半导体金属氧化物可燃气体传感器TGS842。这种具有高稳定性的传感器需要在一定的高温下工作，以实现其氧化还原反应，所以必须要有电压来为其加热，而加热电压是由+5 V的电源提供。该传感器的测量方式为：由其构成惠斯登检测桥路，当含有可燃性的混合气体扩散到检测元件上时，在气敏元件表面将会发生氧化还原反应，使电阻阻值发生明显的变化，打破电桥平衡，产生大小与可燃气体浓度成正比的微小电压差信号，进而达到检测可燃气体浓度的目的。 可燃气体测量仪器信号调理电路 传感器输出的信号是微弱信号，需经过集成运算放大器OP07进行线性放大处理，以满足A／D转换电路对电平信号的要求。但在信号输入前，需加入一个具有100个电阻值，并能对漂移信号进行精确调节的高精度数字电位器X9C103对输入漂移信号进行调零，使其不进入运算放大器OP07。具体

　　为：电桥输出的信号一端经X9C103(P3．4控制)调零后；进入OP07的反相输入端(2脚)，而输出电压V。则通过电阻R9接到反 相输入端(2脚)和调零端(1脚)以保证引入的是负反馈；另一端由同相输入端(3脚)引入放大器，经放大后由另一个X9C103(P3．5控制)实现量程的外部调节。 信号经过2个数字电位器到达A／D转换单元。A／D转换单元由TLC549芯片实现，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现转A／D转换。 可燃气体测量仪器输出单元 传感器的现场电压信号由电压／电流变换器转换成4～20 mA的标准电流信号后传送给上位机控制管理系统。为实现电压信号变换成4～20 mA标准电流信号，采用XTRl05精密电流变送器。它内含1个高精度的仪表放大器、1个电压／电流变换器和2个相同的0．8 mA精密恒流源基准。传感器的电压信号由13脚输入；3，4脚之间接滑动电阻以调节输出满幅值；1，2，14脚接电源，I／O脚接24 V电源正端(且是环流注入端)；7脚通过负载电阻RL接电源负端(也是环流信号输出端)；8，9脚外接BD235三极管，该三极管是4～20 mA电流回路的主要电流传导器件，能将外部电源电流与XTRl05的内部消耗严格地分开。

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