之前我們寫過紅外可燃?xì)鈧鞲衅骱痛呋扇細(xì)鈧鞲衅鞯膮^(qū)別，參見《紅外PK催化？論可燃?xì)鈧鞲衅鞯倪x擇》。近小編才發(fā)現(xiàn)我們的Ventis Pro5居然有3種可燃?xì)鈧鞲衅鞴┻x擇?？扇?xì)怏w類型多樣，應(yīng)用環(huán)境也很復(fù)雜，選擇一款正確的傳感器非常重要?？戳吮疚哪憧赡芸梢愿鼫?zhǔn)確的選擇符合您需求的可燃?xì)鈧鞲衅鳎?/span>

Ventis Pro5可配置三種類型的可燃?xì)怏w傳感器：

• 催化燃燒式傳感器
• 甲烷（CH4 IR）紅外傳感器
• 可燃?xì)怏w（LEL IR）紅外傳感器

這些傳感器各具特色，分別適用于特定的應(yīng)用環(huán)境。有時(shí)選擇合適的傳感器和技術(shù)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文將對(duì)各項(xiàng)可燃?xì)怏w檢測技術(shù)進(jìn)行說明，同時(shí)為您提供關(guān)于適當(dāng)傳感器選擇的信息和指南。

催化燃燒傳感器 

簡介和工作原理：

催化燃燒式傳感器是應(yīng)用較為廣泛的針對(duì)可燃?xì)怏w檢測的傳感器。這種傳感器的檢測元件纏繞成線圈的形狀， 外部涂催化劑，確保其對(duì)可燃?xì)怏w有反應(yīng)；而另一個(gè)線圈則覆蓋陶瓷，對(duì)可燃?xì)怏w無反應(yīng)。選擇同樣電阻值的兩個(gè)線圈配對(duì)，形成傳感器的檢測珠和參考珠，并將檢測珠和參考珠連接至惠斯通電橋中，施加固定的電壓，將兩個(gè)珠加熱至非常高的溫度。如果有可燃?xì)怏w進(jìn)入傳感器，高溫的檢測珠會(huì)使可燃性氣體發(fā)生無焰燃燒，從而導(dǎo)致溫度進(jìn)一步提升；參考珠對(duì)于可燃?xì)怏w無反應(yīng)，所以其溫度不會(huì)改變。檢測珠溫度的提升，將導(dǎo)致電路失衡，終電信號(hào)將被轉(zhuǎn)換為氣體濃度讀數(shù)顯示在儀器屏幕上。由于只有少量可燃?xì)膺M(jìn)入傳感器內(nèi)部發(fā)生無焰燃燒，傳感器又是采用防爆設(shè)計(jì)，所以催化燃燒傳感器不會(huì)引起爆炸或燃燒。

催化燃燒式傳感器的優(yōu)點(diǎn)和劣勢：
與其它所有傳感器一樣，催化燃燒式傳感器也有自身的優(yōu)勢和劣勢。  

催化燃燒式傳感器應(yīng)用廣泛，設(shè)計(jì)方案比較簡單，是較為經(jīng)濟(jì)的可燃?xì)怏w傳感器，這是一項(xiàng)重要的優(yōu)勢。這類傳感器的另一項(xiàng)主要優(yōu)勢在于能夠燃燒可燃?xì)怏w，也就是說，理論上講，這類傳感器可檢測所有可燃?xì)怏w。但是，在功耗和儀器運(yùn)行時(shí)間方面，這項(xiàng)巨大的優(yōu)勢也可能成為劣勢。如上所述，這種傳感器需要被加熱到一定溫度才能燃燒可燃?xì)怏w，所以功耗比其它類型的傳感器更高。氣體燃燒式傳感器的另一項(xiàng)劣勢在于，催化燃燒式傳感器在氧氣含量嚴(yán)重不足的環(huán)境中無法檢測可燃?xì)怏w，因?yàn)榭扇細(xì)怏w的燃燒需要氧氣。對(duì)于可能抑制或毒化檢測珠的物質(zhì)環(huán)境，催化燃燒式傳感器無法*發(fā)揮氣體檢測功能，這是一個(gè)值得注意的問題。抑制劑包括包含下列一種或多種成分的鹵代化合物：氟、氯、溴或碘。已經(jīng)暴露在抑制劑環(huán)境中的催化燃燒式傳感器，隨著時(shí)間的流逝，會(huì)部分恢復(fù)喪失檢測能力。含硫化合物（H2S和SO2）、處于硫化狀態(tài)的含硅化合物和含鉛化合物都屬于毒化劑。已經(jīng)暴露在毒化劑環(huán)境中的催化燃燒式傳感器，無法恢復(fù)已經(jīng)喪失的檢測能力。

紅外傳感器 

簡介和工作原理：
在可燃?xì)怏w檢測領(lǐng)域，紅外傳感器是僅次于催化燃燒式傳感器的第二常見的檢測設(shè)備，而且應(yīng)用越來越廣泛。氣體進(jìn)入傳感器之后，暴露在紅外線光束環(huán)境中，傳感器通過光學(xué)檢測器測量可燃?xì)怏w吸收的特定波長的光線強(qiáng)度。傳感器對(duì)光學(xué)檢測器的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，確定具體的氣體類型，通常是丙烷或甲烷。如果進(jìn)入傳感器的氣體濃度增加，吸收的光線強(qiáng)度會(huì)成比率增長，從而提升檢測器的信號(hào)強(qiáng)度。然后傳感器將這些信號(hào)發(fā)送至微處理器，以便與零可燃?xì)怏w含量參考點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，從而生成可燃?xì)怏w（即丙烷或甲烷）的濃度數(shù)據(jù)。

紅外傳感器的優(yōu)點(diǎn)和劣勢：

與催化燃燒式傳感器類似，紅外傳感器也有自身的優(yōu)勢和劣勢。紅外可燃?xì)怏w傳感器能耗比較低，與催化燃燒式傳感器相比具有很大的優(yōu)勢。催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器是能耗較高的氣體傳感器，而紅外可燃?xì)怏w傳感器能耗較低。對(duì)于紅外傳感器來說，充滿電之后的運(yùn)行時(shí)間增加，這是巨大的優(yōu)勢。紅外傳感器能夠在氧氣不足的環(huán)境中工作，適合用于惰性氣體吹掃的場合以及其它惰性氣體環(huán)境中的可燃?xì)怏w檢測，這是這種設(shè)備的另一項(xiàng)優(yōu)勢。紅外傳感器的第三項(xiàng)優(yōu)勢在于，它不會(huì)像催化燃燒式傳感器那樣因?yàn)槎净瘎┖鸵种苿┒軗p。當(dāng)然紅外傳感器也有劣勢。紅外傳感器對(duì)于氫氣、乙炔、丙稀晴、苯胺和二硫化碳等可燃?xì)怏w無反應(yīng)，這是紅外傳感器的劣勢。環(huán)境高濕度以及環(huán)境溫度和壓力變化對(duì)于紅外傳感器信號(hào)輸出的影響很大，這是紅外傳感器的另一個(gè)問題。
 

紅外傳感器的差別

催化燃燒式傳感器具有固有線性響應(yīng)特性。也就是說，儀器根據(jù)某種特定氣體的要求標(biāo)定以后，如果出現(xiàn)其它氣體，儀器讀數(shù)是線性的，而且有比較接近的標(biāo)定系數(shù)。紅外傳感器的性能與其*不同。
 

Ventis Pro5設(shè)備包含兩個(gè)不同的用于檢測可燃?xì)怏w的紅外傳感器：
甲烷紅外傳感器（CH4 IR）和可燃?xì)怏w紅外傳感器（LEL IR）。

甲烷紅外傳感器(CH4 IR) 
對(duì)于甲烷之外的其它氣體，甲烷紅外傳感器的響應(yīng)非線性程度很大。例如，如果存在甲烷氣體，甲烷紅外傳感器可產(chǎn)生線性響應(yīng)，如果出現(xiàn)的是戊烷，讀數(shù)將高于實(shí)際LEL數(shù)值。這種傳感器對(duì)于其它氣體會(huì)產(chǎn)生非線性響應(yīng)，所以無法像催化燃燒式傳感器那樣利用簡單標(biāo)定系數(shù)修訂讀數(shù)。傳感器對(duì)于甲烷的整體敏感度很好，因此適合用于0至100%體積濃度甲烷的檢測。請參見以下圖示，其中展示了甲烷紅外傳感器對(duì)于其它相關(guān)氣體的非線性響應(yīng)特性。

下表所示為傳感器讀數(shù)2.5%VOL時(shí)，各可燃?xì)怏w的實(shí)際濃度。

可以看到，大多數(shù)時(shí)候，檢測氣體的實(shí)際濃度低于儀器讀數(shù)。但是對(duì)于乙烯和丙烯來說，情況相反。如果使用甲烷紅外傳感器檢測甲烷之外的其它氣體，必須了解環(huán)境中含有哪些可燃?xì)怏w，以及甲烷紅外傳感器對(duì)于特定氣體的響應(yīng)特性。

可燃?xì)怏w紅外傳感器（LEL IR）

與甲烷紅外傳感器不同，如果可燃?xì)怏w紅外傳感器根據(jù)丙烷的要求進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)于其他可燃?xì)怏w的響應(yīng)線性程度更高。圖中所示為可燃?xì)怏w紅外傳感器對(duì)于常見可燃?xì)怏w的響應(yīng)情況。

用丙烷對(duì)紅外傳感器進(jìn)行標(biāo)定，用戶可使用如下所示標(biāo)定系數(shù)計(jì)算檢測的可燃?xì)怏w的實(shí)際濃度。
 

*上述標(biāo)定系數(shù)只適用于體積比濃度不超過2.5%VOL的氣體。不同傳感器的標(biāo)定系數(shù)也不相同，公差為+/-25%VOL。

將上述標(biāo)定系數(shù)用于修訂儀器的氣體檢測讀數(shù)，用戶可將丙烷讀數(shù)換算為具體檢測氣體的濃度。這種傳感器的劣勢在于，傳感器對(duì)于某些氣體(例如甲烷、乙烯和二氯乙烷)的響應(yīng)性能有限。有關(guān)情況可參見上表，其中標(biāo)定系數(shù)不低于3。

哪一種傳感器適合我？

我們對(duì)不同傳感器技術(shù)的功能、優(yōu)勢和劣勢，以及Ventis Pro5中兩種紅外傳感器（CH4紅外傳感器和LEL紅外傳感器）的差異進(jìn)行了說明。下表可作為選擇適當(dāng)可燃?xì)怏w傳感器時(shí)的快速指南。

哪一種可燃?xì)怏w傳感器技術(shù)更適用：催化燃燒式傳感器還是紅外傳感器？
 

哪一種紅外傳感器更適用：CH4紅外傳感器還是LEL紅外傳感器？