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问 瓦斯传感器工作原理及分类介绍
老头子 瓦斯传感器工作原理及分类介绍 瓦斯烟雾可燃气体传感器的使用可分为瓦斯泄漏的检出及浓度的测定，瓦斯取样分析。一般瓦斯传感器可分为接触燃烧式、半导体式、热传导式热阻体式三种传感器。现将其特性简述于后： 1. 接触燃烧式瓦斯传感器 此传感器近年来在炭坑内的沼气检出，都市管路瓦斯、筒装瓦斯、液化天然瓦斯、各种化学工厂等公共安全的需要，能确实安定检出并具有急速响应特性。接触燃烧式瓦斯传感器对瓦斯的输出感度不大，所以将瓦斯检知组件RD和密闭于纯空气中或做对瓦斯不感测的补偿组件RC，如图1 所示构成的桥式电路，调整R1，R2使当RD组件周围空气中无瓦斯时， RD•R2 = RC•R1则输出端＋、－间输出为0，瓦斯浓度为0%。 图1 桥式电路 当RD 周围瓦斯浓度渐高时，RD组件因开始接触燃烧以致温度上升，电阻变成RD+△R，输出端＋，－间流过△R 成分的电流。此△R和瓦斯浓度成正比，所以在输出端接上检流计即可读出瓦斯浓度。输出端 接到瓦斯浓度设定电路，超过设定值警报器发出声响。 2. 半导体式瓦斯传感器 半导体瓦斯传感器为利用半导体表面吸着瓦斯时导电率会变化而做成，材质有SnO2，ZnO，Fe2O3 等。半导体式传感器在动作原理、材料选定、处理工程等不明点还很多。最近的研究发现氧化金属在低温会发生结晶成长。本类型传感器在低温动作时也发生结晶成长,结晶分子的膨胀引起的特性变化，可能是寿命短的原因。半导体式瓦斯传感器的输出感度随形式而不一样。工业用的一般输出低。应用电路如图1 之桥式电路，电导度随着有无附着瓦斯而改变，而将输出取出。接着介绍实际商品化的半导体传感器。 一般特性： TGS813具有良好灵敏度和侦测气体范围广的特性，TGS工作点设计在5V加热电源，而电路电压不超过24V，TGS813最适合应用在 测试甲烷、丙烷和天然气，因为它具有室内感应最佳的传感器。TGS813加温期最短，而可使用最久。TGS813具有最低的杂气感应能力减少不必要的瓦斯警报。 TGS813电路最特殊的地方是在维护电压固定在24V和稳热电压5V。这设计电压额定值的规格很特别，因为它零件可用范围很宽广，这样可使成本降低，而可靠性提升，因为它对甲烷、丙烷和天然气具有高感测度，所以TGS813对城市瓦斯和LPG *极为实用，同时短而稳定的初始期和高可靠度的特性，FIGARO TGS813成为瓦斯传感器的最新代表。 (1) TGS 813 的结构： 图2 TGS 813 结构 图3 TGS 813 方块图 图4 TGS 813 外型尺寸 图2 和4 是TGS 813 传感器结构图。 TGS813 其体积如烟头般大小，主要的组成组件是二氧化锡半导体，这半导体物质和电极组合一圆形管状壳内。热丝线圈位于陶瓷盒内，线圈直径为60毫米有30M阻抗。传感器金质电极导线直径为80micron，灯丝和导线被接到传感器7支接脚的小插座上，这接脚可以站立，力量超过5公斤。检测器基座和盖子是由耐隆66 和UL94HB 标准物质组成，耐温可超过摄氏240度。检测器的上盖和下盖是由100 mesh的双层钢SUS316盖起，单独测试确定mesh可防止内在的火花产生，防火盖为一氢2，氧1 组合的混合物。 (2)基本测量电路： 图5为TGS813基本的测试电路，TGS检测器阻抗的改变，间接的改变将出现在负载电阻RL上，新鲜空气通过检测器和串联电阻的电流极稳定，但是当瓦斯气体如甲烷、丙烷等接触到检测器表面时，由于瓦斯浓度的出现，检测器阻抗立即降低，而由AC(交流)或直流电源电压所提供的电压VC和VH 在RL上所产生的电压则是相同，电路中所用到的电压、电流值如下述。我们觉得此电路极适合TGS 813，因为很容易就可测量到输出信号，然而当测量电路中VRL输出电压时，借由下列公式得到RS 值， 用此方法，其它的数据均将用到您所测得的结果将非常标准，关于TGS813的性能从FIGARO可得到有用的工程数据。 图5 TGS813测试电路 (3)电路结构： TGS813 检测器的安全操作范围如上述，Vc，VH和RS值不能超过，检测器最大消耗电力为15毫瓦，Vc，Rc值选择成默认值，Vc实际值为5、6、12或24伏，必须由电池或交流电源提供。当用基本电路RS变为最大或RS=RL时我们建议RS 值应保持在15毫瓦，因此，必须小心地决定Vc和Rc值，这样RS值才不会超过 最大值。 传感器消耗功率：最大. 15mW 额定电压：最大. 24V 电热丝电压：5.0V ±0.2V 3. 热阻体瓦斯传感器 利用热阻体组件的热传导式瓦斯检知方式为日本通产省工业技术院资源技术试验所。由传感器厂商、机器厂商共同开发，先当做坑内携带用沼气检知警报器，后来又用于都市管路瓦斯，液化天然瓦斯等检出，是可靠度极高的瓦斯传感器。热阻体瓦斯察觉器当检知部使用而实用化时有下列困难。 1.必须将热阻体组件的长期变化降到可忽视的程度。 2.为克服上述1.的缺点，瓦斯检知用组件和补偿用组件的热损失必须不影响其实用性。 3.热阻体式瓦斯检知装置在常温常压时，因水蒸气的热传导率为沼气的77%，所以易受湿度的影响，不可不重视。 现将三种传感器之特点做一介绍： 接触燃烧式瓦斯察觉器基本上有以下特点。 1.只检出可燃性瓦斯。输出为线性。 2.对温度、湿度安定。 3.使用初期即可安定，再现性佳。 但也有以下的缺点： 1.触媒有寿命限界。不同的环境劣化程度不一样，寿命也不一定，但可推定其概略值。 2.触媒种类中有因水分引起急速劣化的，各厂商的产品不一样，要根据预定使用场所做一番调查再决定。 3.超过爆发上限(HEL)浓度的瓦斯无法燃烧而使输出减少。使用于此种地反易发生危险要特别注意。 热阻体瓦斯察觉器有以下的特点。 1.基本上组件不劣化。 2.容易做成本质安全防爆构造，所以安全。 3.可检知瓦斯浓度到100%，输出为线性。 4.可检知不燃性瓦斯。 5.加热电力极小(约20mW)，小型，轻，可携带。 另外一方面，有以下缺点。 1.环境温湿度急变时，易引起输出的零点漂移(因电力小，低操作温度所造成)。 2.不易测定热传导的瓦斯。 3.混合瓦斯时，在杂瓦斯浓度变化大的地点，有向危险侧误动作的可能性。 半导体式基本上有以下特点。 1.感度敏锐输出呈蓝密尔曲线(Langmuir curve)。而且在爆发下限(LEL)以下很低的浓度就饱和。但LEL 以上无法检出，也算是缺点。 2.输出大所以检测警报电路简单 3.ZnO系随着所使用活性触媒的种类而可对受测瓦斯种类做某种程度的选择。SnO2系随着动作温度的改变而可对受测瓦斯种类做某种程度的选择。 另一方面，有以下缺点。 1.易受温度、湿度的影响(贮藏中也一样)，尤其湿度引起劣化要特别注意。 2.特性偏差大，再现性低。 3.安定性稍差，可靠性差。 -------------------------------------------------------------------------------- 本文来自: DZ3W.COM 原文网址： http://www.dz3w.com/info/basic/0082877.html
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问 磁致伸缩液位计工作原理及优势。
匿名用户 磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播 NIVELCO 磁致伸缩液位计[1]时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。 磁致伸缩液位计的技术优势：磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量，精度达到1mm，最新产品精度已经可以达到0.1mm。磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量量。防爆型设计，适合危险场合，智能电子线路设计可计算出容积量；唯一可动部件为浮子，维护量极低。 磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场想遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。 磁致伸缩液位计的技术优势：磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量，精度达到1mm，最新产品精度已经可以达到0.1mm。磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量量。防爆型设计，适合危险场合，智能电子线路设计可计算出容积量；唯一可动部件为浮子，维护量极低。 磁致伸缩液位仪 随着科学技术的迅猛发展，高新技术在各行业中得到了广泛的应用，高科技含量的磁致伸缩液位传感器，应用于各类储罐的液位测量。该种液位仪具有精度高、环境适应性强、安装方便等特点。因此，广泛应用于石油、化工等液位测量领域，并逐渐取代了其它传统的传感器，成为液位测量中的精品。 在中石油及中石化的成品油流通行业，对油罐油量的测量大多采用人工爬罐，投尺进行测量。用带有重锤的米制钢带卷尺或带有刻度的标尺计量，手工记录读数，人工查表换算，最后得到油量数据。这种测量方法不仅劳动强度大，同时存在不安全因素，也无法保证精度。个别地方有用电容式/扩散硅压力式液位计测量，由于这类传感器零漂移严重，测量偏差大，长期工作稳定性差，不受用户欢迎。也有的地方采用等压式皮膜液位计或机械式浮子液位计。但因皮膜式液位计受温度影响大，且存在漏气问题，机械浮子液位计又经常出现钢带卡死现象，所以都没有得到广泛的应用。 采用磁致伸缩液位计，进行油罐液位的测量，其优点表现在： 1.可靠性强：由于磁致伸缩液位计采用波导原理，无机械可动部分，故无摩擦，无磨损。整个变换器封闭在不锈钢管内，和测量介质非接触，传感器工作可靠，寿命长。 2.精度高：由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作，工作中通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量，因此测量精度高，分辨率优于0.01%FS，这是用其它传感器难以达到的精度。 3.安全性好：磁致伸缩液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对化工原料和易燃液体的测量。测量时无需开启罐盖，避免人工测量所存在的不安全性。 4.磁致伸缩液位计易于安装和维护简单：磁致伸缩液位仪一般通过罐顶已有管口进行安装，特别适用于地下储罐和已投运储罐的安装，并可在安装过程中不影响正常生产。 5.便于系统自动化工作：磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。 工作原理： 磁致伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子，浮子沿探测杆随液位的变化而上下移动。由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。 汽油渗漏到土壤中是一个比汽油挥发到空气中更严重的问题，在发达国家这是一项必测的指标，也是中国大陆环保发展的趋势。磐威科技磁致伸缩液位仪在对油罐的液位及温度等参数进行测量的同时，还可对油罐进行测渗漏，测漏精度达到了0.375升/小时，可满足不同用户的需求，实现较高的性能价格比。
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半毛钱 原发布者:aj7581185半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下：激励电流I从a、b端流入，磁场B由正上方作用于薄片，这时电子e的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力FL的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的c、d方向产生电场E。电子积累得越多，FE也越大，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立的电动势EH就是霍尔电势。 由图可以看出，流入激励电流端的电流I越大、作用在薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。磁场方向相反，霍尔电势的方向也随之改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下：激励电流I从a、b端流入，磁场B由正上方作用于薄片，这时电子e的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力FL的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的c、d方向产生电场E。电子积累得越多，FE也越大，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立的电动势EH就是霍尔电势。
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