Cảm biến khí là thiết bị quan trọng để phát hiện sự hiện diện và nồng độ của một loại khí cụ thể và chuyển đổi thông tin liên quan thành tín hiệu đầu ra có thể đọc được.

1. Cơ chế cốt lõi: cảm biến khí trải qua phản ứng vật lý hoặc hóa học với khí được đo bằng vật liệu nhạy cảm, gây ra những thay đổi trong một số đặc tính đo lường của chính nó (chẳng hạn như điện trở, dòng điện, điện áp, tần số, nhiệt độ, tính chất quang học, v.v.), do đó chuyển đổi những thay đổi này thành đầu ra tín hiệu điện. Quá trình này cho phép chuyển đổi từ thành phần khí sang tín hiệu điện để dễ dàng xử lý và phân tích tiếp theo.

2. Các ví dụ cụ thể

- Loại bán dẫn: Phát hiện khí bằng cách sử dụng sự thay đổi điện trở của vật liệu bán dẫn oxit kim loại khi tiếp xúc với một loại khí cụ thể. Ví dụ, khi khí oxy hóa được hấp thụ vào chất bán dẫn loại N, giảm chất mang dẫn đến tăng điện trở; Khí nguyên mẫu cũng được hấp thụ vào chất bán dẫn loại P, và điện trở suất giảm khi tàu sân bay tăng. Vật liệu thường được sử dụng bao gồm SnO2, ZnO, v.v.

- Loại đốt xúc tác: lớp xúc tác chịu nhiệt độ cao được chuẩn bị trên bề mặt điện trở bạch kim, khí dễ cháy xảy ra cháy không cháy trên bề mặt của nó, tạo ra nhiệt để thay đổi giá trị điện trở và sự thay đổi tỷ lệ thuận với nồng độ khí;

- Công thức điện hóa: khí đi vào bên trong cảm biến thông qua màng lọc, phản ứng với chất điện phân lỏng để tạo ra tín hiệu hiện tại hoặc điện áp, thường được sử dụng để phát hiện cảnh có độ chính xác cao;

- Loại hấp thụ hồng ngoại (NDIR): Dựa trên đặc điểm của ánh sáng hồng ngoại bước sóng cụ thể được hấp thụ chọn lọc bởi khí mục tiêu, nồng độ khí được suy ra bằng cách phát hiện mức độ suy giảm cường độ ánh sáng, thích hợp để phân tích thành phần như metan với đỉnh hấp thụ đặc trưng.

Thận trọng khi sử dụng cảm biến khí:

1. Cân nhắc môi trường cài đặt

- Tránh các nguồn gây nhiễu: Tránh lắp đặt cảm biến gần nguồn rung, vì rung động cơ học có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của cấu trúc bên trong của nó, dẫn đến tín hiệu nhiễu bổ sung; Đồng thời, tránh xa khu vực nhiệt độ cao, nhiệt độ cao có thể làm cho vật liệu giãn nở và co lại, thay đổi các đặc tính hiệu suất của cảm biến. Ngoài ra, đối với môi trường dễ bị ăn mòn, các biện pháp bảo vệ thích hợp cần được thực hiện để ngăn chặn thiệt hại do tiếp xúc trực tiếp của khí ăn mòn với bề mặt cảm biến.

- Điều kiện thông gió tốt: Đảm bảo có đủ luồng không khí xung quanh cảm biến, giúp khuếch tán khí nhanh, tăng tốc độ đáp ứng và thời gian phục hồi. Nhưng khi sử dụng ngoài trời cũng phải chú ý đến các vấn đề như chống bão cát, mưa xâm nhập.

2. Thông số kỹ thuật an toàn điện

- Dây điện chính xác: Kết nối dây điện và dây tín hiệu theo đúng bản đồ mạch được cung cấp trong hướng dẫn sử dụng sản phẩm, tránh ngắn mạch hoặc phân cực ngược, v.v. Nên sử dụng dây mã màu với logo để dễ dàng xác định và bảo trì. Khi làm việc trong môi trường điện từ phức tạp, cáp được che chắn cũng nên được sử dụng để giảm ảnh hưởng của trường điện từ bên ngoài đối với việc truyền tín hiệu.

- Xử lý mặt đất: Để ngăn ngừa tai nạn an toàn do tích tụ tĩnh điện, tất cả các thiết bị vỏ kim loại phải được nối đất đúng cách. Điều này cần được chú ý đặc biệt trong mùa khô hoặc khi xử lý các chất dễ cháy và nổ.

3. Bảo trì và chăm sóc hàng ngày

- Hiệu chuẩn thường xuyên: Vì các vấn đề như trôi điểm không và giảm độ nhạy do sử dụng lâu dài, cảm biến phải được hiệu chuẩn theo chu kỳ khuyến nghị của nhà sản xuất. Điều này có thể đạt được thông qua các chai khí tiêu chuẩn hoặc các chất tham chiếu được chứng nhận khác. Hiệu chuẩn kịp thời không chỉ đảm bảo độ chính xác đo lường mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

- Chăm sóc vệ sinh: Thường xuyên làm sạch bụi, dầu bẩn và các chất gây ô nhiễm khác trên bề mặt cảm biến, đặc biệt là các bộ phận không khí để ngăn chặn tắc nghẽn ảnh hưởng đến thông khí bình thường. Có thể lau nhẹ nhàng bằng bàn chải mềm, không bao giờ rửa sạch hoặc ngâm trong nước. Ngoài ra, kiểm tra xem vòng niêm phong còn nguyên tốt hay không, nếu có hiện tượng già hóa rạn nứt cần phải thay thế kịp thời.