催化燃烧传感器原理

催化燃烧气体传感器，简称LEL (Low Explosive Limit)传感器，是一种广泛采用的测量可燃气体的传感器。催化燃烧元件是由铂金丝和多孔陶瓷催化珠制成。其原理是利用了铂金丝在不同的温度下电阻有规律变化的特性来测量环境中可燃气体的浓度。当可燃气体进入催 化燃烧元件时， 在催化剂的作用下，陶瓷催化珠的温度升高，带动铂金丝温度升高从而电阻升高。测量时，测量元件所分到的电压也相应升高。通过用纯净空气和测量点气体标定仪 器，就能比较准确地得到可燃气体的浓度，测量单位通常为%LEL。

　　 可燃气体报警器一般使用催化燃烧式传感器，它可以看成是一个小型化的热量计，它的检测原理在几十年内没有大的变化。这是一个惠斯通电桥的结构。在它 的测量桥上涂有催化物质，它在整个的测量过程中是不被消耗的。即使在空气中气体和蒸气浓度远远低于LEL时，它们也会在这个桥上发生催化燃烧反应，测量 时，要在参比和测量电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。正常情况下，电桥是平衡的，V1= V2，输出为零。 如果有可燃气体存在，它的氧化过程会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2 > V1 ，输出的电压同待测气体的浓度成正比。　　

　　测量易燃易爆气体时氧气浓度是一个必须注意的问题。催化式传感器要求至少8-10%的氧气才能进行准确测量。而在100%可燃气浓度下，这种仪器的读数将 是0%LEL!因此在测量规程中，要求在测量易燃易爆气体的%LEL之前必须首先测量氧气浓度。这也是为什么要求在密闭空间测量中必须同时测量氧气和 LEL的原因。如果在完全无氧的情况下测量LEL值很容易得到错误的结果。　　

　　催化燃烧传感器可以对大部分的可燃气体产生响应。特定气体在测量桥上燃烧产生的热量就反映了它的燃烧热，而后者会随各类物质性质改变。所以，不同物质即使 在相同浓度下也会产生不同的仪器读数。要记住，仪器测量的是电阻的变化而不是浓度的变化!不同的气体在测量桥上的行为会有很大的不同。通常，较大的分子会 产生更多的燃烧热。另一方面，较小的分子更容易进入测量头的烧结结构进行反应。催化燃烧式传感器，尤其是测量%LEL的传感器不适合于检测“较重的”或者 长链的烷烃，特别是高闪点的物质。正如前面所提到的那样，此时使用光离子化检测器可能是一个好的办法。       高温传感器的工作原理：风压传感器的压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，和用电子线路检测这一 变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。

       因为燃烧过程是在传感器内部，传感器必须要被设计成本质安全并且不会成为引燃外部气体的点火源。其阻火技术 已臻成熟。传感器通常由烧结材料制成，做为逸出气体的冷却路径。只有传感器被第三方机构 (UL, CSA, MSHA, FM 或 CENELEC) 测试并通过后才能被认作是本质安全的。