幾種氣體檢測(cè)傳感器的檢測(cè)原理 檢測(cè)氣體的濃度依賴于氣體檢測(cè)變送器，傳感器是其核心部分，按照檢測(cè)原理的不同，主要分為金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器、催化燃燒式傳感器、定電位電解式氣體傳感器、迦伐尼電池式氧氣傳感器、紅外式傳感器、PID光離子化傳感器等，以下簡(jiǎn)單闡述各種傳感器的原理及特點(diǎn)。
金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器
金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器利用被測(cè)氣體的吸附作用，改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，通過(guò)電流變化的比較，激發(fā)報(bào)警電路。由于半導(dǎo)體式傳感器測(cè)量時(shí)受環(huán)境影響較大，輸出線形不穩(wěn)定。金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器，因其反應(yīng)十分靈敏，故目前廣泛使用的領(lǐng)域?yàn)闇y(cè)量氣體的微漏現(xiàn)象。 催化燃燒式傳感器 催化燃燒式傳感器原理是目前廣泛使用的檢測(cè)可燃?xì)怏w的原理之一，具有輸出信號(hào)線形好、指數(shù)可靠、價(jià)格便宜、無(wú)與其他非可燃?xì)怏w的交叉干擾等特點(diǎn)。催化燃燒式傳感器采用惠斯通電橋原理，感應(yīng)電阻與環(huán)境中的可燃?xì)怏w發(fā)生無(wú)焰燃燒，使溫度使感應(yīng)電阻的阻值發(fā)生變化，打破電橋平衡，使之輸出穩(wěn)定的電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)后期電路的放大、穩(wěn)定和處理最終顯示可靠的數(shù)值。
定電位電解式氣體傳感器
定電位電解式傳感器是目前測(cè)毒類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用的一種技術(shù)，在此方面國(guó)外技術(shù)比較好，因此此類(lèi)傳感器大都依賴進(jìn)口。定電位電解式氣體傳感器的結(jié)構(gòu)：在一個(gè)塑料制成的筒狀池體內(nèi)，安裝工作電極、對(duì)電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處于工作狀態(tài)。氣體與的電解質(zhì)內(nèi)的工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，在對(duì)電極發(fā)生還原或氧化反應(yīng)，電極的平衡電位發(fā)生變化，變化值與氣體濃度成正比。
迦伐尼電池式氧氣傳感器
隔膜迦伐尼電池式氧氣傳感器的結(jié)構(gòu)：在塑料容器的一面裝有對(duì)氧氣透過(guò)性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜，在其容器內(nèi)側(cè)緊粘著貴金屬（鉑、黃金、銀等）陰電極，在容器的另一面內(nèi)側(cè)或容器的空余部分形成陽(yáng)極（用鉛、鎘等離子化傾向大的金屬）。用氫氧化鉀。氧氣在通過(guò)電解質(zhì)時(shí)在陰陽(yáng)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使陽(yáng)極金屬離子化，釋放出電子，電流的大小與氧氣的多少成正比，由于整個(gè)反應(yīng)中陽(yáng)極金屬有消耗，所以傳感器需要定期更換。目前國(guó)內(nèi)技術(shù)已日趨成熟，完全可以國(guó)產(chǎn)化此類(lèi)傳感器。
紅外式傳感器
紅外式傳感器利用各種元素對(duì)某個(gè)特定波長(zhǎng)的吸收原理，具有抗中毒性好，反應(yīng)靈敏，對(duì)大多數(shù)碳?xì)浠衔锒加蟹磻?yīng)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
PID光離子化氣體傳感器
PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構(gòu)成，在離子室有正負(fù)電極，形成電場(chǎng)，待測(cè)氣體在紫外燈的照射下，離子化，生成正負(fù)離子，在電極間形成電流，經(jīng)放大輸出信號(hào)。PID具有靈敏度高，無(wú)中毒問(wèn)題，安全可靠等優(yōu)點(diǎn).

      當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，主動(dòng)軸帶動(dòng)皮帶，進(jìn)行物料輸送。皮帶在輸送的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，產(chǎn)生主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，皮帶卻不跟轉(zhuǎn)，終引發(fā)皮帶斷裂，給設(shè)備造成損失。

      我方現(xiàn)針對(duì)這種情況，提出一套帶式過(guò)濾機(jī)上安裝兩個(gè)傳動(dòng)裝置，一個(gè)傳動(dòng)裝置安裝在主動(dòng)輪上，由主動(dòng)輪帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置連動(dòng)齒輪，通過(guò)測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)而得出主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速；另一個(gè)傳動(dòng)裝置由皮帶帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，同時(shí)傳動(dòng)裝置通過(guò)軸承帶動(dòng)齒輪，通過(guò)測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)速來(lái)反應(yīng)皮帶的轉(zhuǎn)速。終根據(jù)測(cè)量到主動(dòng)輪和皮帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，即進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)輸出開(kāi)關(guān)量。

      傳動(dòng)裝置示意圖如下：

                                    圖一  皮帶測(cè)速示意圖

                                         圖二   主動(dòng)輪測(cè)速示意圖

      測(cè)量方案使用的具體方法：

      由兩個(gè)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)速齒輪分別測(cè)得主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1,皮帶轉(zhuǎn)速n2。當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)速n2低于主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1的百分比小于某一數(shù)值時(shí)（例如，當(dāng)n2≤n1*80%）時(shí)，即判定皮帶打滑。此時(shí)皮帶轉(zhuǎn)速n2和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1已經(jīng)通過(guò)轉(zhuǎn)速的信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成4-20mA的模擬量輸出，通過(guò)控制柜里邏輯電路的比較，當(dāng)達(dá)到臨界值以后，控制柜會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。

      此方法需注意幾點(diǎn)：

1、判定打滑的百分比應(yīng)該經(jīng)過(guò)多次數(shù)據(jù)記錄以后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出。

2、對(duì)于n2低于n1的時(shí)間要有一定的控制，如果n2的突然性的變小不能判定為打滑。

3、對(duì)于變頻的瞬間不能作為判定皮帶打滑的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，需轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后才能進(jìn)行判斷。

  

• 使用的測(cè)量裝置

      主要部件：

1.霍爾轉(zhuǎn)速傳感器

      霍爾轉(zhuǎn)速傳感器適合于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪，是一種非接觸式的傳感器。采用磁敏效應(yīng)，當(dāng)金屬齒經(jīng)過(guò)齒輪傳感器前端時(shí)，引起磁場(chǎng)變化，傳感器元件檢測(cè)到磁場(chǎng)變化，并轉(zhuǎn)換成一個(gè)交變電信號(hào)，傳感器內(nèi)置電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號(hào)，測(cè)量頻率范圍更寬，輸出信號(hào)更穩(wěn)定，安裝簡(jiǎn)單，防油防水，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，傳感器材料采用316L不銹鋼材料，同時(shí)引線采用防腐蝕耐油的AFPF材料引線。

2.智能轉(zhuǎn)速監(jiān)控儀

      通過(guò)接收霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)，對(duì)皮帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示，同時(shí)可以設(shè)定報(bào)警值，當(dāng)皮帶的轉(zhuǎn)速低于一定速度時(shí)（暫定為低于正常轉(zhuǎn)速的80%），儀表報(bào)警信號(hào)燈亮起，同時(shí)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)；儀表帶有4-20mA的模擬量輸出，轉(zhuǎn)速信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)，與主軸轉(zhuǎn)速模擬信號(hào)可以進(jìn)行比較，作為一個(gè)判斷皮帶是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的參考值。

3、傳動(dòng)裝置

      傳動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)測(cè)量皮帶轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵裝置，傳動(dòng)裝置一邊輕靠在皮帶上，另一邊通過(guò)軸承與齒輪相連接，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置通過(guò)軸承帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)測(cè)量齒輪轉(zhuǎn)速來(lái)反映皮帶的轉(zhuǎn)速。主動(dòng)輪測(cè)速的傳動(dòng)裝置配一個(gè)壓緊裝置，內(nèi)部有彈簧，前端的探桿可以伸縮。保持傳動(dòng)輪隨時(shí)都與主動(dòng)輪貼緊，防止由于主動(dòng)輪的晃動(dòng)引起的傳動(dòng)輪不能與主動(dòng)輪相靠緊的現(xiàn)象出現(xiàn)。具體示意圖見(jiàn)圖二。

配件：

1. 傳感器安裝支架，用于固定轉(zhuǎn)速傳感器，通過(guò)鎖緊螺母把轉(zhuǎn)速傳感器固定在支架上。
2. 夾緊裝置，用于固定傳感器和傳動(dòng)裝置，通過(guò)鎖定螺母，固定在帶式過(guò)濾機(jī)的外框架上
3. 安裝儀表的控制柜放置于中控室內(nèi)，控制柜內(nèi)放置8臺(tái)轉(zhuǎn)速儀表，同時(shí)對(duì)4套帶式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)

                          圖三 控制柜外形尺寸圖

• 安裝與使用

1. 鑒于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣（腐蝕性強(qiáng)，鹽分高），安裝材料采用316L不銹鋼（包括支架，夾緊裝置）。
2. 傳感器安裝完畢后，要進(jìn)行試運(yùn)行，待各部分穩(wěn)定后，方可進(jìn)行正常的工作。
3. 轉(zhuǎn)速傳感器與齒輪的安裝間隙在1mm-2mm之間，各部件均要安裝牢固，保持皮帶運(yùn)行時(shí)能穩(wěn)定測(cè)量，以確保測(cè)量得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。注意對(duì)傳感器的調(diào)教，使用了一段時(shí)間后要對(duì)安裝間隙進(jìn)行調(diào)教
4. 傳感器的引線走向盡量避開(kāi)變頻或者高頻干擾的區(qū)域，同時(shí)引線一定要避免短路等情況的出現(xiàn)。

       5、安裝支架與轉(zhuǎn)速傳感器一體化安裝，安裝支架需要定期進(jìn)行清理維護(hù)，轉(zhuǎn)速傳感器和齒輪配防護(hù)罩，防止堿水等油污污染，確保裝置的使用壽命。