Detector de gas

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Un detector de gas es un elemento sensible o transductor de medida para determinar la composición cualitativa y/o cuantitativa de una mezcla de gases. [1] [2] El componente principal de los analizadores y detectores de gas .

Descripción

Los sensores de gas forman parte de sensores o sistemas de medida y control, en los que, además de ellos, existen sistemas de conversión de señal e indicación. La función principal del sensor de gas es convertir la concentración del analito en una señal eléctrica o de otro tipo, permitiendo el registro y visualización de esta señal. Los más comunes son los sensores semiconductores, electroquímicos y ópticos (infrarrojos). En los sensores de los dos primeros tipos, debido a la adsorción de un componente de la mezcla, cambian las propiedades eléctricas del sensor; en el tercer caso, el cambio en la densidad óptica de la mezcla de gases analizada se registra a una cierta longitud de onda. Las características más importantes de los sensores de gas son la selectividad a un solo componente, los límites de concentración de la detección del componente y el tiempo de respuesta (respuesta del sensor a un cambio en la concentración del componente). [3]

Los sensores de gas utilizados en la industria se clasifican en las siguientes categorías:

Sensores termoquímicos

• Los sensores termoquímicos basados ​​en la medición del efecto térmico de la reacción de oxidación catalítica del gas se utilizan para determinar las concentraciones de gases combustibles. Consisten en un elemento de detección en miniatura, a veces también llamado "bola", "pellistor" (Pellistor) o "sigistor" (Siegistor). Las dos últimas son marcas registradas de dispositivos comerciales. Están hechos de una bobina de alambre de platino calentada eléctricamente, que primero se recubre con un sustrato cerámico, como el óxido de aluminio , y luego se recubre con un catalizador de paladio o rodio pulverizado sobre un sustrato de óxido de torio .

El funcionamiento de este tipo de sensor se basa en que cuando una mezcla gas-aire pasa por la superficie del catalizador , se produce una combustión y el calor desprendido aumenta la temperatura de la bola. El aumento resultante de la resistencia de la bobina de platino se registra mediante un circuito puente , cuyo segundo brazo no tiene carcasa: un catalizador . A bajas concentraciones, el cambio en la resistencia depende directamente de la concentración del gas en el ambiente. El voltaje típico en el sensor es de unos pocos voltios, la corriente es de 0,1 a 0,3 amperios. El valor T90 para sensores catalíticos suele ser de 20 a 30 segundos.

Sensores infrarrojos

• Los sensores infrarrojos funcionan según el principio de absorción de la radiación infrarroja y están diseñados para medir las concentraciones de gases poliatómicos.

Los gases que consisten en moléculas diatómicas simétricas son diatérmicos (transparentes a la radiación IR), por lo que no hay absorción de radiación en ellos. Los sensores infrarrojos permiten determinar el tipo de gas por la longitud de onda de absorción (por ejemplo, concentraciones peligrosas de metano en el aire).

Sensores electroquímicos

• Los sensores electroquímicos permiten determinar la concentración de un gas en una mezcla por el valor de la conductividad eléctrica de una solución que ha absorbido este gas. El elemento sensible del sensor es un sensor electroquímico que consta de tres electrodos colocados en un recipiente con un electrolito . La sensibilidad a varios componentes está determinada por el material de los electrodos y el electrolito utilizado. Por ejemplo, un sensor de oxígeno es una celda galvánica con dos electrodos y es una fuente de corriente, cuya magnitud es proporcional a la concentración de oxígeno.

Sensores semiconductores

• Los sensores semiconductores consisten en una película de calentamiento depositada sobre un sustrato de silicio, diseñada para medir la concentración de sulfuro de hidrógeno .

Sensores de fotoionización

• Los sensores de fotoionización están diseñados para medir la concentración de compuestos orgánicos volátiles en el aire, siempre que esté gaseado con un solo componente a determinar.

Cuando el gas pasa por el sensor, las moléculas de sustancias orgánicas e inorgánicas son ionizadas por la radiación ultravioleta . Los electrones e iones libres crean una corriente en el espacio entre electrodos. La corriente de ionización, que es proporcional a la concentración del gas de muestra, se mide y se compara con un ajuste de umbral.

Notas

1. ↑ Detector, gas // Korneeva T.V. Diccionario explicativo de Metrología, Tecnología de la Medida y Gestión de la Calidad. Términos básicos: alrededor de 7000 términos - M.: Rus.yaz., 1990
2. ↑ Analizador de gases // Korneeva T.V. Diccionario explicativo de Metrología, Tecnología de la Medida y Gestión de la Calidad. Términos básicos: alrededor de 7000 términos - M.: Rus.yaz., 1990
3. ↑ Sensor, Gas Archivado el 30 de octubre de 2013 en Wayback Machine // Dictionary of Nanotechnology Terms