Un sensor de gas es un tipo de convertidor que transforma la fracción volumétrica de un gas determinado en una señal eléctrica correspondiente.
La sonda acondiciona la muestra de gas a través del sensor de gas, lo que normalmente implica la eliminación de impurezas y gases que interfieren, así como un tratamiento de secado o enfriamiento de la parte de visualización del instrumento.
Es un dispositivo que convierte información de componentes de gas, concentración y otros datos en información que puede ser utilizada por personal, instrumentos, computadoras y más.
Los sensores de gas generalmente se clasifican como un tipo de sensor químico, aunque esta clasificación puede no ser del todo científica.
I. Tipos de sensores de gas
Los siguientes son los tipos de sensores de gas:
1. Sensor de gas termopila
El sensor de gas por termopila es uno de los primeros sensores de gas desarrollados, capaz de detectar diversos gases como dióxido de carbono, metano, oxígeno, etc.
Consta de una sonda termopila y una placa de circuito; La sonda de termopila detecta la concentración de gas y la placa de circuito transmite estas señales a la pantalla para que el usuario vea los resultados de la detección.
2. Sensor óptico de gas
El sensor óptico de gas es uno de los sensores de gas más nuevos, capaz también de detectar diversos gases como dióxido de carbono, metano, oxígeno, etc.
El sensor óptico comprende una sonda óptica y una placa de circuito; la sonda óptica detecta la concentración de gas y transmite señales a la placa de circuito para que el usuario vea los resultados de la detección.
3. Sensor de gas electroquímico
El sensor de gas electroquímico es un tipo común de sensor de gas que puede detectar varios gases como dióxido de carbono, metano, oxígeno, etc.
Consta de una sonda electroquímica y una placa de circuito; la sonda electroquímica detecta la concentración de gas y la placa de circuito transmite estas señales a la pantalla para que los usuarios examinen los resultados de la detección.
4. Sensor de gas metálico
El sensor de gas metálico es otro tipo común de sensor de gas, capaz de detectar diversos gases como dióxido de carbono, metano, oxígeno, etc.
Consta de una sonda metálica y una placa de circuito; la sonda de metal detecta la concentración de gas y la placa de circuito transmite estas señales a la pantalla para que los usuarios vean los resultados de la detección.
5. Sensor de gas infrarrojo
El sensor de gas infrarrojo es un nuevo tipo de sensor de gas, capaz de detectar varios gases como dióxido de carbono, metano, oxígeno, etc.
Consta de una sonda de infrarrojos y una placa de circuito; la sonda infrarroja detecta la concentración de gas y la placa de circuito transmite estas señales a la pantalla para que el usuario vea los resultados de la detección.
II. Principios de selección de sensores de gas.
Un sensor de gas es un dispositivo que convierte la fracción de volumen de un gas determinado en una señal eléctrica correspondiente. A continuación proporcionaremos una introducción detallada a los principios de selección de sensores de gas.
1. Determinación del tipo de sensor según el objeto de medición y el entorno
Para una tarea de medición específica, primero se debe considerar qué tipo de sensor de gas usar, lo cual solo puede determinarse después de analizar varios factores. Incluso cuando se mide la misma magnitud física, existen varios tipos de sensores para elegir.
La idoneidad de un sensor depende de las características del objeto medido y las condiciones de uso del sensor, incluidos factores como el tamaño del rango, los requisitos de volumen del sensor en el lugar de medición, si la medición es por contacto o sin contacto. , método de salida de señal, fuente del sensor y costo.
Después de considerar estos factores, puede determinar el tipo de sensor que se utilizará y luego considerar sus indicadores de rendimiento específicos.
2. Elegir la sensibilidad
Generalmente, dentro del rango lineal de un sensor, se prefiere una mayor sensibilidad. La alta sensibilidad da como resultado señales de salida más grandes correspondientes a cambios en la variable medida, lo que facilita el procesamiento de la señal.
Sin embargo, un sensor con alta sensibilidad también puede captar fácilmente ruido no relacionado con la medición, que puede amplificarse y afectar la precisión de la medición. Por lo tanto, el sensor debe tener una relación señal-ruido alta para minimizar las perturbaciones del mundo exterior.
La sensibilidad de un sensor es direccional. Si el objeto medido es una cantidad unidireccional y su direccionalidad es importante, se debe elegir un sensor con baja sensibilidad en otras direcciones.
Si el objeto medido es un vector multidimensional, es preferible un sensor con menor sensibilidad cruzada.
3. Características de respuesta de frecuencia
Las características de respuesta de frecuencia de un sensor determinan el rango de frecuencia de la medición. Debe mantener condiciones de medición libres de distorsiones dentro del rango de frecuencia permitido.
En la práctica, la respuesta del sensor siempre tiene un retraso y es deseable que este retraso sea lo más corto posible. Un sensor con respuesta de alta frecuencia puede medir una amplia gama de frecuencias de señal.
Debido a las características estructurales de los sistemas mecánicos, que a menudo tienen una gran inercia, los sensores de baja frecuencia son más adecuados para medir señales de baja frecuencia.
En mediciones dinámicas, las características de respuesta deben coincidir con las características de la señal (estado estacionario, transitorio, aleatorio, etc.) para evitar errores excesivos.
4. Rango lineal
El rango lineal de un sensor se refiere al rango en el que la salida es proporcional a la entrada. Teóricamente, dentro de este rango, la sensibilidad permanece constante. Un rango lineal más amplio indica un rango de medición mayor y garantiza una cierta precisión de medición.
Al seleccionar un sensor, primero debe comprobar si su alcance cumple los requisitos una vez determinado su tipo.
Sin embargo, en realidad, ningún sensor puede garantizar una linealidad excelente y la linealidad es relativa.
Cuando la precisión de medición requerida es relativamente baja, dentro de un cierto rango, los sensores con pequeños errores no lineales pueden aproximarse como lineales, lo que simplifica enormemente el proceso de medición.
5. Estabilidad
La estabilidad se refiere a la capacidad de un sensor para mantener su rendimiento sin cambios después de un período de uso.
Los factores que afectan la estabilidad a largo plazo de un sensor incluyen no sólo la estructura del sensor en sí, sino también su entorno de uso. Por lo tanto, un sensor de gas debe tener una gran adaptabilidad ambiental para garantizar una buena estabilidad.
Antes de elegir un sensor, debe investigar su entorno operativo y elegir un sensor adecuado o tomar las medidas adecuadas para reducir las influencias ambientales basadas en este entorno. La estabilidad de un sensor tiene indicadores cuantitativos.
Después de exceder el período de uso, el sensor debe recalibrarse antes de usarlo para determinar si su rendimiento ha cambiado.
En situaciones en las que el sensor debe usarse durante un largo período de tiempo y no puede reemplazarse o calibrarse fácilmente, el sensor seleccionado debe tener requisitos de estabilidad más estrictos y poder resistir pruebas a largo plazo.
6. Precisión
La precisión es un indicador de rendimiento importante de un sensor y un factor crítico que afecta la precisión de la medición de todo el sistema de medición. Cuanto mayor sea la precisión del sensor, más caro será.
Por lo tanto, la precisión del sensor solo necesita cumplir con los requisitos de precisión de todo el sistema de medición y no es necesario elegir una precisión excesivamente alta.
De esta manera, puede elegir un sensor más económico y sencillo entre muchos sensores que pueden servir para el mismo propósito de medición.
Si el objetivo de la medición es el análisis cualitativo, se debe elegir un sensor con alta repetibilidad, no siendo necesario elegir uno con excelente precisión cuantitativa.
Si el objetivo es un análisis cuantitativo y se requieren valores de medición precisos, se debe elegir un sensor con un nivel de precisión que cumpla con los requisitos.
