Основы датчиков газа

Джон Блайлер | 15 марта 2021 г.

Обнаружение присутствия вредных газов было необходимостью для первых горняков, а также производителей и потребителей в начале промышленной революции. Одним из первых детекторов газа была лампа безопасности пламени (или лампа Дэви), изобретенная английским изобретателем сэром Хамфри Дэви в 1815 году. Лампа Дэви использовалась для обнаружения присутствия метана (рудничного газа) в подземных угольных шахтах.

Вчерашние методы обнаружения газа не могут сравниться с сегодняшними методами. Эпоха потребительского и промышленного Интернета вещей (IoT) позволила инструментам обнаружения газа с большим количеством датчиков справляться с различными вредными, радиоактивными и взрывоопасными типами газов. Наиболее распространенные газовые технологии включают спектрометр молекулярных свойств (MPS), пеллистер (кошачий шарик), недисперсионный инфракрасный (NDIR), электрохимический (echem) и фотоионизационный детектор (PID).

Связанный: Увеличение человеческого потенциала вошло в список стратегических технологий 2020 года

Каждый из них предназначен для определенного типа газа. Например, MPS, Pellister и NDIR используются для обнаружения различных углеводородов (легковоспламеняющихся/горючих газов). И наоборот, датчики echem и ФИД лучше обнаруживают различные токсичные газы и летучие органические соединения (ЛОС).

Как инженерам следует подходить к задаче выбора и внедрения технологий датчиков газа в свои проекты IoT/IIoT? Чтобы ответить на эти вопросы, Design News встретилась с экспертами NevadaNano. Далее следует часть этого обсуждения.

Связанный: 10 лучших достижений в области электронных технологий на выставке CES 2020

Новости дизайна: Как дизайнерам и производителям следует выбирать правильный датчик газа?

НевадаНано: Выбор правильного датчика зависит от типа газа, который необходимо измерить, и от среды, в которой датчик будет работать. Для таких газов, как окись углерода и сероводород, лучше всего использовать сенсорные системы на основе электрохимической (или эхимической) технологии токсичных газов. Технология ФИД является хорошим выбором для тех газов, которые не могут быть обнаружены датчиками эхимии, таких как токсичный бензол. Для обнаружения углеводородных (горючих/легковоспламеняющихся) газов можно использовать технологии MPS, NDIR и Pellister. Вот хороший набор требований к дизайну, с которых можно начать:

1) Какой газ или газы необходимо обнаружить?

2) Какова необходимая дальность обнаружения?

3) Какие условия или ограничения окружающей среды могут повлиять на проект?

Каждая из этих ранее упомянутых систем обнаружения газа имеет свои преимущества и недостатки. Важно понимать эти различия, прежде чем выбирать технологию, которая будет использоваться для конкретного применения.

Новости дизайна: Как датчики газа используются в промышленности?

НевадаНано: Как вы понимаете, существует множество переменных, таких как сценарии эксплуатации, которые следует учитывать при выборе наиболее подходящей технологии обнаружения газа. Многие промышленные детекторы газа допускают стационарное или портативное обнаружение. Выбор правильного детектора промышленных газов требует понимания ограничений и сильных сторон каждого типа датчиков.

Портативные и портативные устройства можно использовать для измерения одного газа или нескольких газов. Последний может включать в себя несколько технологий в одном устройстве. Эти типы детекторов обычно используются для защиты человека, носящего устройство.

Стационарные детекторы обычно представляют собой устройства, чувствительные к одному газу, которые часто имеют жесткое подключение для круглосуточного мониторинга в широком диапазоне промышленных или коммерческих приложений.

Новости дизайна: Как они вписываются в платформы IoT и IIOT?

НевадаНано: Данные стали ключевым инструментом аналитики в широком спектре приложений. Чем больше объем проанализированных и полезных данных, тем больше вероятность того, что пользователи смогут принимать обоснованные решения. Исторически сложилось так, что датчики газа определяли уровень газа на местном уровне. То же самое справедливо и для портативных приборов, где доступ к данным будет иметь только непосредственный пользователь. Наконец, для стационарных приборов уровни газа будут изолированы от объекта.