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紅外線氣體報警儀傳感器正逐漸取代催化燃燒式傳感器

閱讀：發布時間：2018-01-22

紅外線氣體報警儀傳感器正逐漸取代催化燃燒式傳感器

在氣體工業上，紅外氣體傳感器取代催化燃燒的技術是個趨勢。
可燃氣技術的傳感器應用廣泛并且價格便宜，但也有容易被污染中毒、缺乏失效安全自檢、要求定期維護和、以及使用壽命短的缺點。紅外氣體傳感器這些年發展速度很快，克服了以上催化燃燒的缺點，在檢測碳氫化合物氣體時提供了快速可信的結果，以及符合IEC61508安全標準。紅外傳感器的價格這兩年已經顯著的下降，但價格仍然高于催化燃燒傳感器。工業經驗證明，紅外傳感器能很快通過減少操作和維護來降低綜合成本。本文將就兩種傳感器的不同優缺點作出比較，以供大家了解。
催化燃燒：
催化燃燒早起源于十九世紀六十年代采礦業，早期簡單的鉑絲線圈傳感器由于能耗大、零點漂移嚴重不適合于連續操作。
當前催化燃燒檢測器連接兩個鉑絲線圈，每個都包裹著氧化鋁粘土。檢測單元包裹著催化劑，可燃氣通過時可促進氧化發熱。
催化燃燒優點：
低成本，催化基的檢測器價格低廉、供應廣泛；
可使用各種可燃氣，如果方法正確，可用于特殊物質檢測；
裝置簡單，除了標準氣，沒有其他特殊的維護裝備；
催化燃燒缺點：
很容易中毒，如果暴露在有機硅、鉛、硫和氯化物這些組分中，將失去對可燃氣的作用；
可產生燒結物，阻止了可燃氣與傳感器接觸；
沒有自動安全防護裝置，當傳感器中毒后繼續通電并顯示零點氣；
在某些環境下靈敏度會下降（特別是硫化氫和鹵素）；
需要少12%的氧氣體積濃度。在氧氣濃度不足情況下工作效率明顯下降；
如果暴露在可燃氣體濃度過高的環境下，會被燒壞；
靈敏度隨時間下降；
有限的壽命，傳感器典型長3-5年；
由于中毒或污染需要定期氣體測試和偏離的信號；
紅外技術：
包含一個原子以上的氣體能吸收紅外光，這樣碳氫化合物和一些氣體比如二氧化碳、一氧化碳能通過這種方式被檢測。但比如氧氣、氫氣、氦氣和氯氣不能被檢測。
氣體被檢測，是通過他們在特殊頻率紅外光中的吸收，由于紅外光在不同分子鍵長中相應的共振。比如甲烷的碳原子和四個氫原子共振是3.3um.。大多數碳氫化合物吸收紅外范圍在3.3-3.4um，因此紅外可燃氣適合在此范圍。二氧化碳吸收紅外峰在4.2um，因此二氧化碳檢測器需要不同的光過濾器。
紅外傳感器的輸出信號非線性，并隨環境溫度改變。（歸因于光學部分熱膨脹）。因此紅外檢測器使用的軟件運算線性化0-范圍的目標氣體，并不隨溫度漂移。傳感器對不同的氣體做出響應，每個目標氣體要有不同的線性數學計算。獨立的傳感器需要線性化。
為了區分紅外吸收，氣體和其他物質比如灰塵、污物和水，需要額外增加一個波長寬帶為2.7-3um的傳感器。碳氫化合物在此范圍沒有吸收峰。這可以阻止錯誤的報警發生和扣除干擾物質的信號。雙光束設計被用來防止光學組分污染造成錯誤報警。
在一個典型固定報警器，紅外光源和接收器固定在主機上，部分光束暴露在大氣中，利用自然擴散，氣體能通過光束，由于氣體濃度增加紅外氣體被吸收較少的到達傳感器。使用這種方法，接受的能量與氣體濃度成反比。
紅外技術優點：
非?？斓姆磻俾剩篢90響應一般小于7秒；
自動故障操作：沒有未被揭露的故障（電源錯誤、信號錯誤、軟件錯誤都能反饋給控制系統）；
對污染性氣體的信號抗干擾能力強；
沒有消耗部分：壽命一般大于10年；
減少維護成本；
無需氧氣；
高濃度氣體不會燒壞；
保證不會有燒結，相應的問題也不會發生；
紅外技術缺點：
購買價格高于催化燃燒檢測器；
不能檢測氫氣；
紅外傳感器不能提供不同氣體的線性響應：檢測器對特殊氣體線性化，對其他氣體有響應但是非線性；

紅外報警器同時也降低了維護成本，催化燃燒需要定期測試（通過標氣）。有些海洋石油平臺通常每六周需要測試一次。許多平臺需要400個以上的傳感器，這樣常規測試機制，以及每3-5年需要更換一次需要耗費大量的成本。不會燒結的紅外報警器可自我檢測(比如燈、傳感器、窗口、鏡子、軟件)這些都是不可恢復的問題，這樣出錯的可能性大大降低。較少的零點及靈敏度漂移意味著紅外報警器的校準和常規維護可以6-12個月。常規維護是清潔光學組件和測試標準氣。紅外報警器的壽命一般大于10年，通常受限于光學組件在含塵環境中的損耗。

產品介紹

? 北京波恩儀器儀表公司研制的BN-HQF-S-XAZQ系列紅外線氣體分析儀屬于不分光式紅外線分析儀，其工作原理是基于某些氣體對紅外線的選擇性吸收，采用進口紅外傳感器及的數字處理技術，實現對CO、CO2、CH4、SO2、NOx、NH3等氣體的連續在線分析。

詳細資料

北京波恩儀器儀表公司研制的BN-HQF-S-XAZQ系列紅外線氣體分析儀屬于不分光式紅外線分析儀，其工作原理是基于某些氣體對紅外線的選擇性吸收，采用進口紅外傳感器及的數字處理技術，實現對CO、CO2、CH4、SO2、NOx、NH3等氣體的連續在線分析。

儀器特點：
    采用120*64LCD顯示器,臺式或盤裝，安裝方便簡單
    采用進口紅外傳感器,壽命長、靈敏度高、響應速度快
    自帶精密過濾器，大大提高傳感器使用壽命
    上下限控制點可在全量程范圍內任意設置
    數據備份、數據恢復功能

標準4-20mA或0-5V輸出

標準RS232/RS485通信

全中文操作菜單（英文定做）

內置精密抽氣泵（可選）

技術參數：

測量范圍:0-（量程可選）

    分辨率:0.1PPm/1PPm/0.01%/0.1%（根據量程選定）
    精   度:≤±2%F.S
    重復性:≤±1%F.S

    穩定性：
            零點漂移：±1%F.S/7d
            量程漂移：±1%F.S/7d

響應時間:T90≤30S

    預熱時間:≤45min
    樣氣流量:1000±100mL/min
    樣氣壓力:0.1Mpa≤入口壓力≤0.2Mpa

    工作電源:100～240VAC  50/60Hz  1A
    環境溫度:－5℃～＋45℃
    環境濕度:≤90%RH
    輸出信號:4～20mA或0～5VDC
    通訊模式:RS232或RS485（通訊協議：Modbus RTU）
    外形尺寸：
             標準- 160(寬)×160(高)×280(深),(mm)

開孔尺寸：
標準- 138(寬)×138(高),(mm)

    重    量:約2.5kg
應用領域：
    用于大氣及污染源排放等環保監測
    用于石油、化工、電站等工業過程控制
    用于農業、醫療衛生和科研等領域
    用于公共場所的空氣監測
    實驗室各種燃燒試驗的氣體含量測定

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