气体检测仪选型指南

传感器选型指导

    下面的每种传感器-电化学型、催化型、固态型、红外线和光电离探测器的应用都必须满足区域内空气的质量和安全所要求的标准。一些基本的要求如下：
1． 传感器将被设计成为小型、外表粗糟的小盒子。传感器必须适用于危险地点和苛刻的环境，同时它必须是防爆的。传感器必须是合算的，是为在工业生产区域内使用而设计的，安置的费用也是合理的。
2． 对于便携式仪器，仪器具有合理的能源消耗，仪器所选的电源为市场容易得到的电池。仪器体积小、方便，容易携带。在工业环境中使用非常安全。由于使用在危险区域，仪器必须具有安全合格证。
3． 仪器的操作和维护将是很容易完成，只要工厂内的职工经过简单的专业培训即可。
4． 安装固定传感器时，在某一周期内，传感器的功能将会达到连续可靠，该周期长达30天。传感器在工业环境下至少工作二年或更长，在合理的费用基础之上进行更新和替换。传感器可安装在由控制器或计算机控制的集散系统管理的多点系统中。
5． 仪器的费用是合理的。为了有效的保护某一区域，可安装多个传感器。
    本手册讨论了五种传感器中的四种，均满足以上的标准。只有光电离探测器除外。光电离探测器是一种好的探测器，但是受到光的限制，因为它有相对短的寿命和频繁的维护要求，不适合固定点应用。然而，只要用户考虑了限制的条件，固定的光电离探测器还是可用的。
其他类型的传感器虽然满足以上的标准，但也有一些限制。例如，热传导传感器大部分应用于高浓度，而不常用于气体监视。
    选择传感器所考虑的因素
就传感器而言，经常问的问题之一是：“什么传感器最好？”。当然，这个问题不能一两句就说清楚。每个传感器有自己的性能和限制，因此一个给定传感器的适应性很大程度取决于使用过程中的应用。因此为了选择一个正确的传感器，首先必须确定应用的要求。102页总图显示了各种应用的要求和检测的技术。制造厂商提供传感器的粗略的标定。

在给定的应用范围确定传感器应遵循和考虑下列因素：
A． 为了完成实际的目标，仪器的特性应满足最小的一切要求。特性包括气体的种类和传感器的量程。被测气体的量程和密度将是实际监视密度的3到5倍。使用万用表，将其量程选择大于实际的测量量程。例如，选择50V的量程去测量12V的电池。
B． 检测要监视区域的背景气体。有些情况背景气体不能被检测到，应分析有代表性的采样气体。传感器失效的主要原因是采样气体的存在。这一点制造厂商无法给出建议。传感器的选择或性能必须满足应用的条件。
C． 被安装的传感器温度范围应在传感器的性能之内，同时，应适合气体的监测。例如，喷气发动机燃料蒸汽压力很低，如果飞机库内的温度从未超过100°F，安装传感器测量可燃范围是无用的，因为蒸汽密度不能达到可燃级别。
应考虑白天和夜晚，冬天和夏天的温差。大的温度变化可能引起湿度的浓缩。在一个限制的区域这一点很重要，如靠近容器的地方空气流通是很贫乏的。
D． 一种典型的要求为湿度在95%的非浓缩气。浓缩的发生是温度变化的原因，如早晨中窗户和汽车挡风玻璃上的水珠。通常，在正常的工业环境下是没有问题的，甚至像墨西哥湾，只要空气的流通是正常的，在这海岸线最炎热夏天的几个月中都是没有问题的。缺乏空气流通的区域常常会引起气体的浓缩。
固态型和催化型传感器有加热的自然环境。另外，设计的变送器操作电压为14-24VDC，它可产生热。因此，为了尽可能的减少浓缩，总是使传感变送器的热度跟环境温度接近。通常电化学型传感器要求相对低电压，因此，变送器的温度与环境温度基本相同。在这种情况下，容易产生浓缩现象。
E． 在应用中要求传感器总是暴露与气体中，对于特殊要求和特殊性能的传感器以及传感器的供应，需进一步的商量。设计最合适的采样系统是很困难的，另外，这样的系统也是不可应用的
要方方面面都考虑和注意到是非常困难的，但从节省时间和费用方面，应仔细考虑应用的价值和对象。
    根据传感器的特性，一个好的决策是传感器满足应用的要求。
这并不是一般性考虑所给出的传感器应用。所以，下列指导性的信息可以帮助你对传感器作出合适的选择。
    相对可燃气体的有毒气体的监视
气体监视的应用通常可分为有毒气体的监视和可燃气体的监视。有毒气体的监视通常用于保护人的身体，其监视的范围是气体允许爆炸极限的3到5倍。对于大多数的气体，量程是在浓度为PPM之中。
    对于可燃气体的监视，量程是在100%燃点极限之下或量程的一部分如50%LFL。气体的浓度很高通常是百分之几的量程。
换句话说，对于有毒气体，传感器必须在低浓度下能够测量气体；而可燃气体的监视传感器必须测量高浓度的气体。
摘要
    电化学型传感器。除应用于氧气以外，电化学型传感器的设计都应用于有毒气体的监视。这些传感器仅仅适用与低含量PPM范围。对于便携式的仪器，电化学型传感器有许多优点，它的能源消耗低，对气体的响应快，不受湿度的影响。同时，传感器是周期的暴露在气体中，使传感器的寿命最大化。
    因此，对于便携式的仪器，电化学型传感器是最好的选择。电化学型传感器的寿命期望值为二年，然而，由于应用不当它的寿命可能更短。传感器更换的费用是很高的，特别是当使用的数目很大时。为了保持仪器的功能每年的费用和劳力都必须考虑。
大约有20%的气体可以通过电化学型传感器来检检测。其余的气体（PPM量程）需使用固态型传感器和光电离探测器。
    催化型传感器。在方便的可燃气体量程LEL内，催化型传感器的应用通常既好又简单。传感器的使用寿命长因为在便携应用中它的使用是偶尔的。催化型传感器相对来说便宜，但需要确认的是它必须是知名厂家提供的。
    红外线和固态型传感器。对于可以使催化型传感器中毒，使传感器可用的气体，应在红外线传感器和固态型传感器之间选用。这取决于所检测的气体，红外线传感器具有很好的特性，但检测的气体受到限制。换句话说，固态型传感器在量程为LEL中可检测大多数的化学成分。
在固定式应用中，传感器总是暴露在环境气体当中。对于有毒气体，使用固态型传感器通常是有利的，特别是当传感器的数量很大时。
    应用中的冲突可能是一个问题。最好研究一下传感器的特性并同供应商商讨。
对于固定式可燃气体的应用，应选择催化型传感器、固态型传感器和红外线传感器，详细的描述分别在第4，5，6章。
对于气体的监视没有一个标准的特性。下面的“气体监视仪表典型特性”一表是依据用户和市场的要求所列的摘要。在这仅作为参考。
气体监视仪表典型特性
远程传感变送器特性
被检测气体： 甲基溴，0-500PPM
传感器： 固态型传感器
温度： -10℃ 到45 ℃
湿度： 95%RH 非浓缩
精度： 5%
响应时间： 满刻度的90%时，50秒
背景条件： 正常的环境条件
保证变送器使用在一级、一区、B，C，D组的防爆区。变送器的功能调试不需要开盖，并提供户外应用的保护。
电源： 14VDC 到24VDC
输出： 4-20MA 线性输出
控制器特性
1． 带有微处理器的四通道控制单元
2． 每通道有独立的数字显示。有标定功能，三个报警设定和诊断功能
3． 三级报警设定点（低、中、高），每个报警带有发光二极管指示。
4． 继电器：SPDT接点形式，触点容量为：5AMP。220VAC
每个报警级别一个继电器（每通道三个继电器）
选项：每个报警级别有独立的继电器（每通道三个继电器）
每个通道的“故障“继电器指示传感器的电路故障。
5． 每通道有4-20MA模拟输出信号
6． 墙装。外壳符号国际电器制造业协会4X标准
7． 提供24VDC 500MA给每个传感器，同时，接收4-20MA的变送器的输出信号。

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