在石油、化工、天然氣等工業(yè)生產(chǎn)過程中，可燃性、有毒氣體的泄漏是普遍存在的，泄漏本身是危險的，它可能導致錯誤操作、損壞設(shè)備、污染環(huán)境，甚至造成重大火災、爆炸、中毒事故，所以應(yīng)在生產(chǎn)裝置附近安裝可燃、有毒氣體檢測報警器，及時檢測并發(fā)出報警信號。可燃有毒氣體檢測器基本工作原理如下圖所示：

　　由上圖所見，可燃有毒氣體檢測器的核心部件為傳感器，目前市場上檢測可燃有毒氣體檢測器根據(jù)被測氣體的不同，所采用的傳感器的主要工作原理有：催化燃燒、電化學、PID(光離子)等，其原理如下：

　　電化學傳感器工作原理

　　利用待測氣體在電解池中工作電極上的電化學氧化過程，通過電子線路將電解池的工作電極和參比電極恒定在一個適當?shù)碾娢唬谠撾娢幌驴梢园l(fā)生待測氣體的電化學氧化，由于氧在氧化和還原反應(yīng)時所產(chǎn)生的法拉第電流很小，可以忽略不計，于是待測氣體電化學反應(yīng)所產(chǎn)生的電流與其濃度成正比并遵循法拉第定律。這樣，通過測定電流的大小就可以確定待測氣體的濃度。

　　通常，三電極電化學式氣體傳感器主要由電極、電解液、電解液的保持材料、除去干涉氣體的過濾材料、密閉外殼，管腳等零部件組成。

　　傳感器中的電極包括工作電極、參比電極和對電極，是由對被測氣體具有催化作用的材料制成。電化學式氣體傳感器的化學反應(yīng)系統(tǒng)主要有三個電極組成：

　　W極——用于氧化反應(yīng)的工作電極;

　　C極——用于還原反應(yīng)的對電極;

　　R極——可提供恒電位的參比電極;

　　進入傳感器內(nèi)的氣體在工作電極被氧化(大多數(shù)的氣體) 或被還原( 舉例來說硫化氫)。 反應(yīng)按化學計量比進行。如硫化氫在工作電極上的反應(yīng)：

　　硫化氫(H2S) : H2S + 4H2O→H2SO4 + 8H+ + 8e

　　上述反應(yīng)中，參與電化學反應(yīng)的物種是來源于環(huán)境的待測氣體和氧氣，傳感器僅作為電化學反應(yīng)的反應(yīng)容器。當傳感器確定時，反應(yīng)生成的電流大小相應(yīng)地取決于被測氣體和氧氣的擴散速度，氣體的擴散速度則與氣體分壓、溫度、風速等因素有關(guān)。可用一只已知電阻(通常是47歐姆)連接工作電極和對電極，通過測量流過該電阻的電流來準確測量被測氣體的濃度。

　　電化學式傳感器使用的局限性

　　由于電化學式傳感器內(nèi)置電解液，在應(yīng)用時，需注意以下幾點：

　　1. 禁止安裝在強烈振動源上(會影響測量精度);

　　2.禁止安裝在超過工作溫度(-20度到+50度)的環(huán)境中(會損壞傳感器);

　　3.傳感器使用壽命為2～3年(正常使用條件下) ，需更換(電解液會消耗殆盡)。

　　催化燃燒傳感器工作原理

　　通過一個惠司通電橋與兩只固定電阻構(gòu)成檢測橋路，傳感器就是一個由兩個燃燒元件的簡單的小電爐，當空氣中含有可燃性氣體擴散到檢測原件上，在檢測原件表面催化劑作用下迅速進行無焰燃燒，產(chǎn)生反應(yīng)熱使檢測的鉑絲電阻值增大，檢測橋路輸出一個差壓信號。這個信號的大小與可燃性氣體的濃度成正比例關(guān)系。

　　催化燃燒傳感器使用的局限性

　　存在傳感器中毒和失效的危險，工作電流大

　　1. 在工業(yè)現(xiàn)場存在 H2S 等氣體的時候，須使用抗H2S中毒的傳感器，否則可使普通傳感器堵塞擴散細縫，導致傳感器中毒;

　　2. 在存在硅化合物蒸汽的環(huán)境當中，不能使用催化燃燒式傳感器(它可分解氧化鈀，導致傳感器失效);

　　3. 催化燃燒式傳感器使用壽命一般2年左右(正常使用條件下)

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