傳感器選型指導(dǎo)
下面的每種傳感器-電化學(xué)型、催化型、固態(tài)型、紅外線和光電離探測器的應(yīng)用都必須滿足區(qū)域內(nèi)空氣的質(zhì)量和安全所要求的標(biāo)準(zhǔn)。些基本的要求如下:
1.傳感器將被設(shè)計(jì)成為小型、外表粗糟的小盒子。傳感器必
須適用于危險(xiǎn)地點(diǎn)和苛刻的環(huán)境,同時(shí)它必須是防爆的。傳感器必須是合算的,是為在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)使用而設(shè)計(jì)的,安置的費(fèi)用也是合理的。
2.對于便攜式儀器,儀器具有合理的能源消耗,儀器所選的
電源為市場容易得到的電池。儀器體積小、方便,容易攜帶。在工業(yè)
環(huán)境中使用非常安全。由于使用在危險(xiǎn)區(qū)域,儀器必須具有安全合格證。
3.儀器的操作和維護(hù)將是很容易完成,只要工廠內(nèi)的職工經(jīng)
過簡單的專業(yè)培訓(xùn)即可。
4.安裝固定傳感器時(shí),在某周期內(nèi),傳感器的功能將會達(dá)
到連續(xù)可靠,該周期長達(dá)30天。傳感器在工業(yè)環(huán)境下至少工作二年或更長,在合理的費(fèi)用基礎(chǔ)之上進(jìn)行更新和替換。傳感器可安裝在由控制器或計(jì)算機(jī)控制的集散系統(tǒng)管理的多點(diǎn)系統(tǒng)中。
5.儀器的費(fèi)用是合理的。為了有效的保護(hù)某區(qū)域,可安裝
多個(gè)傳感器。
本手冊討論了五種傳感器中的四種,均滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)。只有光電離探測器除外。光電離探測器是種好的探測器,但是受到光的限制,因?yàn)樗邢鄬Χ痰膲勖皖l繁的維護(hù)要求,不適合固定點(diǎn)應(yīng)用。然而,只要用戶考慮了限制的條件,固定的光電離探測器還是可用的。
其他類型的傳感器雖然滿足以上的標(biāo)準(zhǔn),但也有些限制。例如,熱傳導(dǎo)傳感器大部分應(yīng)用于濃度,而不常用于氣體監(jiān)視。
選擇傳感器所考慮的因素
就傳感器而言,經(jīng)常問的問題之是:“什么傳感器好?”。當(dāng)然,這個(gè)問題不能兩句就說清楚。每個(gè)傳感器有自己的性能和限制,因此個(gè)給定傳感器的適應(yīng)性很大程度取決于使用過程中的應(yīng)用。因此為了選擇個(gè)正確的傳感器,先必須確定應(yīng)用的要求。102頁總圖顯示了各種應(yīng)用的要求和檢測的技術(shù)。制造廠商提供傳感器的粗略的標(biāo)定。
在給定的應(yīng)用范圍確定傳感器應(yīng)遵循和考慮下列因素:
A.為了完成實(shí)際的目標(biāo),儀器的特性應(yīng)滿足小的切要求。特性包括氣體的種類和傳感器的量程。被測氣體的量程和密度將是實(shí)際監(jiān)視密度的3到5倍。使用萬用表,將其量程選擇大于實(shí)際的測量量程。例如,選擇50V的量程去測量12V的電池。
B.檢測要監(jiān)視區(qū)域的背景氣體。有些情況背景氣體不能被檢測到,應(yīng)分析有代表性的采樣氣體。傳感器失效的主要原因是采樣氣體的存在。這點(diǎn)制造廠商無法給出建議。傳感器的選擇或性能必須滿足應(yīng)用的條件。
C.被安裝的傳感器溫度范圍應(yīng)在傳感器的性能之內(nèi),同時(shí),應(yīng)適合氣體的監(jiān)測。例如,噴氣發(fā)動機(jī)燃料蒸汽壓力很低,如果飛機(jī)庫內(nèi)的溫度從未超過100°F,安裝傳感器測量可燃范圍是無用的,因?yàn)檎羝芏炔荒苓_(dá)到可燃別。
應(yīng)考慮白天和夜晚,冬天和夏天的溫差。大的溫度變化可能引起濕度的濃縮。在個(gè)限制的區(qū)域這點(diǎn)很重要,如靠近容器的地方空氣流通是很貧乏的。
D.種典型的要求為濕度在95%的非濃縮氣。濃縮的發(fā)生是溫度變化的原因,如早晨中窗戶和汽車擋風(fēng)玻璃上的水珠。通常,在正常的工業(yè)環(huán)境下是沒有問題的,甚至像墨西哥灣,只要空氣的流通是正常的,在這海岸線炎熱夏天的幾個(gè)月中都是沒有問題的。缺乏空氣流通的區(qū)域常常會引起氣體的濃縮。
固態(tài)型和催化型傳感器有加熱的自然環(huán)境。另外,設(shè)計(jì)的變送器操作電壓為14-24VDC,它可產(chǎn)生熱。因此,為了盡可能的減少濃縮,總是使傳感變送器的熱度跟環(huán)境溫度接近。通常電化學(xué)型傳感器要求相對低電壓,因此,變送器的溫度與環(huán)境溫度基本相同。在這種情況下,容易產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象。
E.在應(yīng)用中要求傳感器總是暴露與氣體中,對于特殊要求和特殊性能的傳感器以及傳感器的供應(yīng),需進(jìn)步的商量。設(shè)計(jì)合適的采樣系統(tǒng)是很困難的,另外,這樣的系統(tǒng)也是不可應(yīng)用的
要方方面面都考慮和注意到是非常困難的,但從節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用方面,應(yīng)仔細(xì)考慮應(yīng)用的價(jià)值和對象。
根據(jù)傳感器的特性,個(gè)好的決策是傳感器滿足應(yīng)用的要求。
這并不是般性考慮所給出的傳感器應(yīng)用。所以,下列指導(dǎo)性的信息可以幫助你對傳感器作出合適的選擇。
相對可燃?xì)怏w的有毒氣體的監(jiān)視
氣體監(jiān)視的應(yīng)用通??煞譃橛卸練怏w的監(jiān)視和可燃?xì)怏w的監(jiān)視。有毒氣體的監(jiān)視通常用于保護(hù)人的身體,其監(jiān)視的范圍是氣體允許爆炸限的3到5倍。對于大多數(shù)的氣體,量程是在濃度為PPM之中。
對于可燃?xì)怏w的監(jiān)視,量程是在燃點(diǎn)限之下或量程的部分如50%LFL。氣體的濃度很通常是百分之幾的量程。
換句話說,對于有毒氣體,傳感器必須在低濃度下能夠測量氣體;而可燃?xì)怏w的監(jiān)視傳感器必須測量濃度的氣體。
摘要
電化學(xué)型傳感器。除應(yīng)用于氧氣以外,電化學(xué)型傳感器的設(shè)計(jì)都應(yīng)用于有毒氣體的監(jiān)視。這些傳感器僅僅適用與低含量PPM范圍。對于便攜式的儀器,電化學(xué)型傳感器有許多點(diǎn),它的能源消耗低,對氣體的響應(yīng)快,不受濕度的影響。同時(shí),傳感器是周期的暴露在氣體中,使傳感器的壽命大化。
因此,對于便攜式的儀器,電化學(xué)型傳感器是好的選擇。電化學(xué)型傳感器的壽命期望值為二年,然而,由于應(yīng)用不當(dāng)它的壽命可能更短。傳感器更換的費(fèi)用是很的,特別是當(dāng)使用的數(shù)目很大時(shí)。為了保持儀器的功能每年的費(fèi)用和勞力都必須考慮。
大約有20%的氣體可以通過電化學(xué)型傳感器來檢檢測。其余的氣體(PPM量程)需使用固態(tài)型傳感器和光電離探測器。
催化型傳感器。在方便的可燃?xì)怏w量程LEL內(nèi),催化型傳感器的應(yīng)用通常既好又簡單。傳感器的使用壽命長因?yàn)樵诒銛y應(yīng)用中它的使用是偶爾的。催化型傳感器相對來說便宜,但需要確認(rèn)的是它必須是知名廠提供的。
紅外線和固態(tài)型傳感器。對于可以使催化型傳感器中毒,使傳感器可用的氣體,應(yīng)在紅外線傳感器和固態(tài)型傳感器之間選用。這取決于所檢測的氣體,紅外線傳感器具有很好的特性,但檢測的氣體受到限制。換句話說,固態(tài)型傳感器在量程為LEL中可檢測大多數(shù)的化學(xué)成分。
在固定式應(yīng)用中,傳感器總是暴露在環(huán)境氣體當(dāng)中。對于有毒氣體,使用固態(tài)型傳感器通常是有利的,特別是當(dāng)傳感器的數(shù)量很大時(shí)。
應(yīng)用中的沖突可能是個(gè)問題。好研究下傳感器的特性并同供應(yīng)商商討。
對于固定式可燃?xì)怏w的應(yīng)用,應(yīng)選擇催化型傳感器、固態(tài)型傳感器和紅外線傳感器,詳細(xì)的描述分別在第4,5,6章。
對于氣體的監(jiān)視沒有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特性。下面的“氣體監(jiān)視儀表典型特性”表是依據(jù)用戶和市場的要求所列的摘要。在這僅作為參考。