ガス検知器の検知原理を詳しく説明します。
ガス検知器は、ガスの安全濃度を検知するために特別に設計された機器です。その動作原理は、主にガスセンサーが収集した物理的または化学的非電気信号を電気信号に変換し、外部回路を介して上記の電気信号を整流およびフィルタリングし、これらの処理された信号を介して対応するモジュールを制御してガス検知を実現することです。ただし、ガス検知器の核心は内蔵のセンサーコンポーネントです。検知されるガスの種類に応じて、検知技術の原理は異なり、原理は主に次の6つのカテゴリに分類されます。
1) 触媒燃焼原理：
触媒燃焼センサーは、触媒燃焼の熱効果原理を利用して測定ブリッジを形成します。一定の温度条件下では、可燃性ガスが検出素子のキャリアの表面と触媒の作用により無炎で燃焼し、キャリアの温度が上昇し、それに応じてそれを通過する白金線の抵抗も増加します。そのため、バランスブリッジのバランスが崩れ、可燃性ガスの濃度に比例した電気信号を出力します。白金線の抵抗変化を測定することで、可燃性ガスの濃度を知ることができます。
主に可燃性ガスの検出に使用され、出力信号の直線性が良好で、指標が信頼でき、価格も手頃で、他の不燃性ガスとの交差感染がありません。
2) 赤外線の原理:
赤外線センサーは、測定対象ガスを一定の長さと容積を持つ容器に連続的に通過させ、容器の2つの光透過端面のうちの一方の側から赤外線ビームを放射します。赤外線センサーの波長が測定対象ガスの吸収線と一致すると、赤外線エネルギーが吸収され、測定対象ガスを通過した後の赤外線の光強度減衰はランベルト・ベールの法則を満たします。ガス濃度が高いほど、光の減衰が大きくなります。このとき、赤外線の吸収は光吸収物質の濃度に正比例するため、ガスによる赤外線の減衰を測定することでガス濃度を測定できます。
赤外線ガスセンサーは、長寿命（3-5年）、高感度、良好な安定性、無毒性、環境からの干渉が少ない、酸素に依存しないなどの特徴を備えています。赤外線ガスセンサーは監視感度が高く、マイクロPPBまたは低濃度PPMガスでも正確に識別できます。測定範囲は広く、一般的に高濃度の100％VOLガスを分析でき、1ppbレベルの低濃度分析も実行できます。
3) 電気化学原理:
電気化学センサーは通常、電極、電解質、半導体の 3 つの部分で構成されています。電極はセンサーのコア部分であり、金属または半導体材料で作られ、ガス分子と化学反応を起こします。電解質は導電性の液体で、電極と半導体を接続して完全な回路を形成できます。半導体は特殊な材料で、電極と電解質間の電流信号をデジタル信号に変換し、ガス濃度の検出を実現します。
電気化学ガスセンサーの動作原理は、酸化還元反応に基づいています。ガス分子が電極表面に接触すると、酸化還元反応を起こし、電流信号を生成します。この電流信号は電解質を介して半導体に転送され、デジタル信号に変換されます。デジタル信号はガス濃度に比例するため、デジタル信号を測定することでガス濃度を判定できます。
主に有毒ガスの検出に使用され、高感度、高速応答、優れた信頼性、長寿命を備えています。一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、窒素など、さまざまなガスを検出できます。産業、医療、環境保護などの分野で広く使用されています。
4)PID光イオン化原理：
PID の原理は、有機ガスが紫外線光源の励起下でイオン化することです。PID は UV ランプを使用し、有機物は UV ランプの励起下でイオン化され、イオン化された「フラグメント」は正と負の電荷を持ち、2 つの電極間に電流を生成します。検出器は電流を増幅し、VOC ガスの濃度を計器や装置を通じて表示できます。
主に石油精製業界の監視、有害化学物質漏洩の緊急処理、漏洩危険区域の定義、石油タンクやガソリンスタンドの安全監視、有機物排出と浄化効率の監視に使用されます。
5) 熱伝導の原理:
測定対象ガスの濃度は、主に混合ガスの熱伝導率の変化を測定することによって分析されます。通常、熱伝導性ガスセンサーの熱伝導率の差は、回路を介して抵抗の変化に変換されます。従来の検出方法は、測定対象のガスをガスチャンバーに送り込み、ガスチャンバーの中心にサーミスター（サーミスター、白金線、タングステン線など）を配置し、これを一定の温度に加熱して混合ガスの熱伝導率の変化をサーミスターの抵抗の変化に変換し、抵抗の変化を簡単かつ正確に測定できるようにすることです。
6) 半導体の原理：
半導体ガスセンサーは、半導体表面でのガスの酸化還元反応を利用して感応素子の抵抗値を変化させるものです。半導体デバイスが安定状態まで加熱されると、ガスが半導体の表面に接触して吸着されると、吸着された分子はまず物体の表面で自由拡散し、運動エネルギーを失い、一部の分子は蒸発し、残りの分子は熱分解されて物体の表面に吸着されます。半導体の仕事関数が吸着分子の親和力よりも小さい場合、吸着分子はデバイスから電子を奪い、負イオン吸着となり、半導体の表面は電荷層を呈します。
