Inventário de quatro sensores de monóxido de carbono comuns

Inventário de quatro sensores de monóxido de carbono comuns

O sensor de monóxido de carbono é um sensor químico. O sensor químico é composto principalmente por duas partes: o sistema de condu??o ou convers?o. O sensor de detec??o de gás CO baseia-se na detec??o de monóxido de carbono. Ele pode detectar a concentra??o do gás perigoso CO presente no ambiente e indicar claramente a concentra??o do gás, o valor de pico e os níveis de alarme de concentra??o alta e baixa. Se os valores atuais de concentra??o de gás (alta e baixa) excederem os limites predefinidos, o alarme alertará o usuário por meio de sinais sonoros e visuais.

Atualmente, os sensores para detec??o de monóxido de carbono s?o divididos principalmente em tipos semicondutores, eletroquímicos, infravermelhos e de combust?o catalítica, de acordo com o princípio de detec??o. Os principais princípios de funcionamento, vantagens e desvantagens desses sensores s?o descritos a seguir:

1. A sensibilidade do tipo

A sensibilidade de um sensor semicondutor a gases depende da temperatura na qual o elemento sensível é aquecido. Para a detec??o de monóxido de carbono, a temperatura de aquecimento do elemento sensível é inferior a 100 °C. Essa temperatura é muito menor do que a temperatura de detec??o para outros gases (como butano, metano, hidrogênio, vapor de etanol, etc.). No entanto, nesse caso, em baixas temperaturas, a velocidade de resposta ao monóxido de carbono diminui e suas características de sensibilidade s?o facilmente afetadas pelo vapor de água na atmosfera.

Para solucionar esse problema, os componentes sensíveis s?o aquecidos alternadamente de alta para baixa temperatura. O vapor e outros gases misturados s?o removidos da superfície do elemento sensível. Durante o período de baixa temperatura, a unidade sensível consegue detectar monóxido de carbono com precis?o, apresentando excelente sensibilidade e reprodutibilidade.

Vantagens: pre?o baixo e excelente desempenho.

Desvantagens: alto consumo de energia, n?o adequado para uso com bateria, facilmente afetado por temperatura, umidade, fluxo de ar, etc., baixa capacidade anti-interferência cruzada, alta taxa de alarmes falsos.

2, tipo eletroquímico

(1) Princípio de funcionamento e curva característica

Quando uma tens?o fixa é aplicada aos eletrodos positivo e negativo da célula eletrolítica, ocorrem rea??es no eletrodo ativo e no contraeletrodo, respectivamente. Tomando como exemplo o sensor de monóxido de carbono, a fórmula da rea??o química é:

Essa rea??o reversível de oxida??o-redu??o ocorre sempre entre o eletrodo de trabalho e o contraeletrodo, gerando uma diferen?a de potencial entre eles. No entanto, as rea??es que ocorrem em ambos os eletrodos polarizam-nos, o que dificulta a manuten??o de um potencial constante entre eles e, consequentemente, limita a faixa de detec??o da concentra??o de monóxido de carbono.

A rea??o total consiste na oxida??o do monóxido de carbono a dióxido de carbono, e o fluxo de elétrons forma uma corrente externa. O equilíbrio de cargas é completado pelo fluxo de portadores no eletrólito.

A principal característica do sensor eletroquímico de gás é que a corrente é completamente proporcional à concentra??o de monóxido de carbono, e o sinal de saída apresenta uma boa rela??o linear com a concentra??o do gás, facilitando o processamento e a visualiza??o do sinal. Outra característica é que, por se tratar de uma rea??o à temperatura ambiente, n?o necessita de aquecimento; portanto, a tens?o entre os eletrodos pode ser alimentada por pilhas, n?o requerendo energia elétrica comercial, o que facilita o transporte do alarme de monóxido de carbono.

Vantagens: tamanho reduzido, consumo de energia zero, alta sensibilidade, boa estabilidade, boa linearidade, melhor repetibilidade, velocidade de resposta rápida, resolu??o geralmente atinge 1 ppm e vida útil mais longa.

Desvantagens: O pre?o, o desempenho, o acabamento, a resistência a interferências, bem como as varia??es de temperatura e umidade, diferem bastante entre as marcas.

p>3. Tipo infravermelho

O princípio de detec??o de um sensor infravermelho é o seguinte: moléculas compostas por dois tipos diferentes de átomos possuem o chamado momento dipolar (o produto do comprimento do dipolo pela quantidade de carga em uma das extremidades do dipolo). Após a irradia??o com luz infravermelha, elas absorvem luz de um comprimento de onda específico, determinado pela estrutura molecular do gás.

O tipo de gás pode ser determinado a partir do comprimento de onda de absor??o do espectro de absor??o, e a concentra??o do gás pode ser determinada a partir da intensidade da absor??o. Esse tipo de sensor possui altíssima sensibilidade, seletividade e, principalmente, precis?o, sendo frequentemente utilizado em medidores. No entanto, sua estrutura é complexa e dispendiosa, sendo raramente empregado em alarmes.

Vantagens: ampla faixa de aplica??o, alta precis?o, boa seletividade, alta confiabilidade, sem efeito de adsor??o, sem envenenamento, sem dependência de oxigênio, menor interferência ambiental e longa vida útil.

Desvantagens: pre?o elevado, manuten??o difícil, dimens?es físicas elevadas. O produto é demasiado grande para ser utilizado em instrumentos portáteis, a precis?o de detec??o de baixas concentra??es precisa de ser melhorada e n?o é adequado para utiliza??o a longo prazo com alimenta??o contínua.

4. O tipo de combust?o catalítica

O sensor possui um par de elementos de detec??o de combust?o catalítica. Um dos elementos é muito sensível ao monóxido de carbono e é revestido com múltiplas camadas de catalisador. O outro elemento é insensível para compensar as varia??es de temperatura ambiente. Esse par de elementos de detec??o, juntamente com outro par de resistores de alta precis?o, forma uma ponte de Wheatstone.

Vantagens: medi??o precisa, resposta rápida e longa vida útil.

Desvantagens: dentro da faixa de gases inflamáveis, n?o há seletividade. Trabalhando no escuro, existe o risco de igni??o e explos?o. A maioria dos vapores org?nicos elementares s?o tóxicos para o sensor.

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