安全分野で使用されるガスセンサーの種類を差し引く
ガスセンサーは主に特定のガスを検出するために使用され、センサーの近くにガスが存在するかどうか、またはセンサーの近くの空気の含有量を測定します。 したがって、ガスセンサーは通常、安全システムにおいて非常に重要です。 これらのセンサーは、安全システムの可燃性ガス、引火性ガス、有毒ガスのほか、エリア内の酸素の消費量や二酸化炭素の割合に関する情報を提供できます。
一般的なガスセンサーには、電気化学式ガスセンサー、接触燃焼式ガスセンサー、半導体式ガスセンサー、赤外線式ガスセンサーなどがあり、原理や構造の違いにより、センサーの種類により性能、使用方法、適用ガス、適用場面が異なります。 今日は、皆さんのお役に立つことを願って、一般的なタイプのガスセンサーをリストします。
電気化学式ガスセンサー
硫化水素、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化硫黄、一酸化炭素などの可燃性、有毒、有害なガスのかなりの部分は電気化学的活性を有しており、電気化学的に酸化または還元される可能性があります。 これらの反応を利用することで、ガスの組成を識別し、ガス濃度を検出することができます。 電気化学センサーはこの原理に基づいています。
電気化学センサーには多くのサブカテゴリーがあります。
一次電池式ガスセンサー
このタイプのセンサーは、ガボーニ電池型ガス センサー、燃料電池型ガス センサー、自然電池型ガス センサーとしても知られています。 原理は私たちが普段使っている乾電池と同じですが、電池のカーボンマンガン電極がガス電極に置き換わっています。 酸素センサーを例にとると、酸素陰極が還元され、電子電流計が陽極に流れ、そこで鉛金属が酸化されます。 したがって、電流の大きさは酸素濃度に直接関係します。 このセンサーは、酸素、二酸化硫黄、塩素などのガスを効果的に検出できます。
定電位電解槽型ガスセンサー
このタイプのセンサーは還元性ガスの検出に非常に有効であり、一次電池式センサーとは原理が異なります。 電流を強制すると電気化学反応が発生するため、真のクーロン分析センサーとなります。 このセンサーは一酸化炭素、硫化水素、水素、アンモニア、ヒドラジンなどのガスの検出に使用されており、現在有毒ガスや有害ガスを検出する主流のセンサーとなっています。
注：クーロン分析とは、電気分解の際に消費される電力量から、ファラデーの法則に基づいて測定物質の含有量を求める方法です。
濃電池式ガスセンサー
このタイプのセンサーは電気化学的活動を有しており、電気化学電池の両側のガスは自発的に濃度差起電力を形成します。 起電力の大きさはガスの濃度に関係します。 この種のセンサーの成功例としては、自動車用酸素センサーや固体電解質型二酸化炭素検出器などがあります。
極電流式ガスセンサー
安定した酸化亜鉛固体電解質の酸素ポンプ効果を原理とした酸素濃度を測定するセンサーです。 限界電流は、ガス拡散によってカソードに供給される酸素を制御することによって得られます。 このタイプのセンサーは現在、ボイラーの燃焼制御や溶鋼中の酸素濃度の検出、自動車の酸素検出などに主に使用されています。
半導体ガスセンサー
半導体ガスセンサーは、半導体表面でのガスの酸化および還元反応を利用し、その結果、敏感なコンポーネントの抵抗が変化します。
マイナスイオンを吸着する傾向のある酸素やその他のガスは、酸化性ガス、つまり電子受容性ガスと呼ばれます。
水素、炭素酸化物、アルコールなどの正イオンを吸着する傾向のあるガスは、還元ガス（電子供給ガス）と呼ばれます。
酸化（還元）ガスが N（P）型半導体に吸着すると、半導体の電荷キャリアが減少（増加）し、抵抗率が増加（減少）します。 P (N) 型半導体に吸着すると、半導体の電荷キャリアが増加 (減少) し、抵抗率が減少 (増加) します。 （酸化半導体と還元半導体は全く逆の性質を持っていることがわかります。）したがって、これらの性質を利用して、対応するガスを効果的に検出することができます。
半導体ガスセンサーは、メタン、エタン、プロパン、ブタン、アルコール、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、二酸化炭素、エチレン、アセチレン、塩化ビニル、スチレン、アクリル酸などの多くのガスの検出に効果的に使用できます。特にこのタイプのガスセンサーは、センサーは低コストで、産業と民間の両方のニーズを満たすことができます。
短所: 安定性が低く、環境への影響が大きく、正確な測定が必要な場所での使用には適していません。
