催化燃烧式传感器工作原理
气体报警器知识
气体报警器知识=====可燃毒气气体报警器在石油，石化方面的安装应用在原油生产、运输、储存、使用过程中，往往会出现跑、冒、滴、漏等现象。
而原油具有易燃、易爆、易挥发的特性，如果原油泄漏，油气大量积聚，当油气浓度达到爆炸极限遇明火时，就会引起火灾或爆炸事故，甚至造成人员伤亡和财产损失。
为了避免此类事故的发生，在易燃易爆场所都安装了可燃气体检测报警器，及时检测油气的含量，及早发现泄漏事故，发出报警信号，或启动连锁保护系统，将事故损失控制在最低。
作为防灾预防的重要监测设备，在我们的日常管理中并未得到足够的重视，管理方法不当、管理不到位的现象时有发生。
因此笔者就此情况谈谈自己的观点和看法。
一、可燃气体检测报警器的基本结构和工作原理可燃气体检测报警器主要有三部分组成，一是检测器，采集空气中的可燃气体，安装在可燃气体释放源附近；二是控制器，显示油气浓度，当达到设定值时，发出警报或其它信号，一般安装在有人值守的值班室；三是连接部分，是指防电磁干扰的铠装电缆或加金属套管的电缆，将检测器的信号传递至控制器。
当检测器检测到空气中的油气时，将油气浓度的大小转化为相应的信号，由连接电缆传送至控制器，控制器在将电信号转化为数字信号，在液晶显示器上显示出油气的浓度值，但值大于设定值时，便由蜂鸣器或警示灯发出报警信号，或启动连锁系统，关闭释放源。
二、可燃气体检测报警器的安装范围可燃气体检测报警器安装在原油生产、运输、储存、使用的易燃、易爆场所，如：泵房、计量间、阀组区、储油罐区等可能发生原油泄漏的装置内。
其检测器的具体安装位置应根据可燃气体的种类、工艺装置、储运设施、可燃气体的扩散与集聚的场所等方面来决定的，它既可安装在室内、也可安装在室外；既可安装在地面、也可安装在房顶，它的检测范围覆盖整个危险区域。
三、可燃气体检测报警器运行管中存在的问题1、对报警器报警的错误认识。
许多人认为：只要检测器附近有油气泄漏，该控制器就应该发出报警信号，不报警，报警器就可能出了故障，这种认识是错误的。
催化燃烧式传感器原理
催化燃烧式传感器原理传感器工作时，可燃气体与空气混合进入触媒床内，在触媒的作用下发生氧化反应，释放出热量。
触媒床上设置的温度传感器可以测量到因反应产生的温度增加。
同时，另一个温度传感器用于检测周围环境的温度。
当可燃气体的浓度超过了传感器的上限时，即超过了其灵敏度范围，反应会失控并产生火焰。
这时，温度传感器会测量到显著的温度上升，电子控制器会通过分析温度变化来判断可燃气体的浓度。
标准的催化燃烧式传感器通常是基于电桥设计的。
电子控制器会测量触媒床上的温度变化，并将其转化为电阻值的变化。
这些电阻值通过电桥电路来测量，电桥的输出信号与可燃气体的浓度成正比。
电子控制器会将传感器的输出信号转化为相应的电压或电流输出，然后可以通过显示器或其他设备进行读取和处理。
催化燃烧式传感器的优点之一是其响应速度快。
由于催化反应可以产生大量的热量，所以传感器可以在短时间内迅速响应可燃气体的浓度变化。
此外，催化燃烧式传感器对多种可燃气体都具有较好的检测能力，因为大部分可燃气体都是经过催化反应燃烧的。
然而，催化燃烧式传感器也存在一些缺点。
首先，其灵敏度受到温度影响较大。
传感器的精度和灵敏度会随着温度的变化而变化。
其次，催化剂受到污染或中毒物质的影响，会导致传感器的响应性能下降甚至失效。
而且，催化燃烧式传感器在测量过程中会消耗氧气，需要保证周围氧气的充足供应。
综上所述，催化燃烧式传感器利用催化剂促使可燃气体与氧气燃烧的原理来检测可燃气体的浓度。
通过测量触媒床的温度变化，并转换为电阻值的变化，可以测量到可燃气体的浓度。
然而，催化燃烧式传感器的性能受到温度和催化剂污染的影响，需要进行有效的维护和保养。
催化燃烧传感器工作原理
催化燃烧传感器工作原理
催化燃烧传感器是一种常用于气体检测和监测的传感器，通过感知气
体中的可燃物质来判断是否存在可燃气体，并发出相应的信号进行报警或
其他处理。
其工作原理基于催化燃烧反应。
以下将详细介绍催化燃烧传感
器的工作原理。
催化剂是催化燃烧传感器的核心部件。
它通常由铂、钯、铑等高活性
金属制成，被涂覆在高表面积的陶瓷或尼龙载体上。
催化剂在氧气的存在下，能够促使可燃气体发生氧化反应，产生燃烧的热量。
检测元件则是用于感知气体中可燃物质浓度的元件。
它通常采用双电
极或四电极结构，其中两个电极与催化剂直接接触。
当可燃气体通过催化
剂时，催化剂将引发氧化反应，产生热量。
这种热量将加热检测元件，使
其电阻发生变化。
传感器的电子部分会测量这种电阻变化，并将其转化为与可燃气体浓
度成正比的电信号。
当可燃气体的浓度增加时，电子部分会输出更高的电
信号，反之亦然。
这样可以通过测量电信号的大小来判断气体中可燃物质
的浓度。
需要注意的是，催化燃烧传感器只对可燃气体敏感。
对于不可燃气体，传感器无法产生反应。
此外，孕妇和心脏病患者等对空气中的一氧化碳等
可燃气体比较敏感的人群，传感器检测不到这种敏感程度，可能对身体构
成威胁。
总结起来，催化燃烧传感器的工作原理是利用催化剂引发氧化反应，
燃烧所产生的热量使得检测元件的电阻发生变化，进而测量出气体中可燃
物质的浓度。
它广泛应用于各种气体检测和监测领域，如石油化工、环境保护、燃气安全等，对于预防事故和保护人员生命具有重要意义。
催化燃烧式传感器原理
催化燃烧式传感器原理催化燃烧式传感器是一种常用的气体检测传感器，可用于监测空气中的各种有害气体。
其原理是通过在传感器表面上镀有一层催化剂，使得待测气体在催化剂的作用下发生氧化反应，产生热量。
通过测量催化剂表面的温度变化，可以间接判断待测气体的浓度。
催化燃烧式传感器由催化剂层、加热元件和温度传感器组成。
催化剂层通常由铂、铑、钯等贵金属制成，这些金属对很多有害气体都具有良好的催化作用。
加热元件通常是一根纳米材料制成的细丝，通过通电加热，使得传感器表面的温度保持在催化剂的活性温度范围内。
温度传感器则用于测量催化剂层表面的温度。
当待测气体进入传感器时，其与催化剂发生氧化反应，产生热量。
这些反应的特点是燃烧速度与气体浓度成正比。
由于传感器表面的加热元件保持在活性温度范围内，待测气体与催化剂接触后会开始燃烧，进而造成传感器表面温度的升高。
这时，温度传感器会测量到传感器表面温度的变化。
根据燃烧速度与气体浓度的关系，可以通过测量到的温度变化推断待测气体的浓度。
催化燃烧式传感器的优点是简单可靠，并且对多种有害气体都有较好的响应。
它广泛应用于供暖系统、工业过程监测、环境监测等领域。
然而，催化燃烧式传感器也存在一些局限性。
首先，传感器的响应速度较慢，需要一定时间才能达到稳定状态。
其次，由于催化剂活性的影响，传感器对某些气体的响应不够灵敏。
此外，催化燃烧式传感器对氧气浓度的变化也非常敏感，因此要求测量环境中氧气浓度保持稳定。
总之，催化燃烧式传感器通过催化剂的作用使待测气体发生氧化反应，通过测量催化剂表面温度的变化间接推断气体浓度。
该传感器具有简单可靠、对多种有害气体响应良好的特点，广泛应用于气体检测领域。
然而，它的响应速度较慢，对氧气浓度较为敏感，且对某些气体的响应不够灵敏。
催化燃烧式传感器工作原理
催化燃烧式传感器工作原理专业解释·催化燃烧式可燃物在催化剂作用下燃烧。
与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。
催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。
例如家用负载Pd或稀土化合物的催化燃气灶，可减少尾气中CO含量，提高热效率。
负载0.2%pt的氧化铝催化剂，在500℃下，可将大多数有机化合物燃烧，脱臭净化到化学位移σ=1以下。
催化燃烧为无焰燃烧，因此适用于安全性要求高的场合，如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉(催化剂为浸P t石棉)等。
如消除化工厂NOx 的烟雾，可加燃料到烟雾中，通过负载型铂和钯催化剂，催化燃烧使N Ox转化为N2气。
采用适当的催化剂，使用有害气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。
气体报警器的传感器采用催化燃烧的方式检测气体，称为催化燃烧式传感器。
检测可燃气体的仪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。
催化燃烧气体传感器工作原理
催化燃烧气体传感器工作原理催化燃烧气体传感器工作原理简介催化燃烧气体传感器是一种常见的气体传感器，广泛应用于工业和生活中的气体检测与监控。
其工作原理基于催化剂催化燃烧的过程，能够检测到许多常见的可燃气体。
催化燃烧原理催化燃烧是指通过催化剂的作用，将可燃气体与空气中的氧气在一定温度下催化反应，释放大量的热能，并产生CO2和H2O。
这个过程是一个自持续的反应，只要有可燃气体存在，会不断释放热能。
传感器结构催化燃烧气体传感器由以下几部分组成： - 催化剂：通常由贵金属如铂、钯构成，能够促进气体的催化燃烧反应。
- 检测元件：一般为两个热电偶，一个被称为测量电偶，另一个被称为参比电偶。
它们通过连接到电路中，能够测量温度差异。
- 加热丝：位于催化剂附近，通过外部电源加热，使其达到催化燃烧的温度。
工作原理1.加热：当传感器启动时，加热丝开始加热。
加热丝的温度要高于催化燃烧的温度，以确保可燃气体能够被催化剂催化燃烧。
2.反应：当空气中有可燃气体进入传感器时，可燃气体与空气中的氧气在催化剂的作用下发生催化燃烧反应，产生热能。
3.温度差异：由于催化燃烧反应产生了热能，测量电偶和参比电偶之间会产生温度差异。
4.电信号：测量电偶和参比电偶的温度差异将转化为电信号，通过电路输出，供仪表或控制系统读取和处理。
检测原理通过测量电信号的大小，可以判断可燃气体浓度的高低。
在没有可燃气体存在时，由于没有反应产生的热能，测量电偶和参比电偶之间的温度差异很小，电信号较低。
而当可燃气体浓度增加时，催化燃烧反应产生的热能增加，温度差异增大，电信号也会相应增加。
优缺点•优点：催化燃烧气体传感器具有响应速度快、稳定性好、灵敏度高等优点。
适用于检测各种可燃气体。
•缺点：受到催化剂的寿命和稳定性的影响，需要定期更换催化剂，且对一些氧化性气体的检测不适用。
同时，由于催化燃烧产生的热能，传感器需要外部加热，需要一定的能源消耗。
应用领域催化燃烧气体传感器广泛应用于以下领域： - 工业领域：用于检测可燃气体的泄漏，确保工作环境的安全。
为什么催化燃烧传感器会有零点漂移
为什么催化燃烧传感器会有零点漂移？最近几周，我被很多人问到为什么催化燃烧传感器测LEL时会漂，在湿热的夏天气候里尤为明显。
为了了解为何会漂，我们必须要知道传感器的工作原理。
催化燃烧传感器是以两根细金属电阻丝为基础制成的，一根用来探测气体，一根用来作为参考。
当探测气体的一端遇到可燃气体时，催化珠的温度就会升高，电阻也会相应的随之增加。
两根电阻丝的电阻差异就代表了可燃气体的浓度。
理论上，在洁净空气下，电阻丝的阻值不会发生变化，信号也会一直是零。
但事实上，情况不是这样的。
阻值会随着环境温度的变化而改变。
如上所说，在理论上如果两根电阻丝的阻值相等，环境中只要没有可燃气体，任何改变对两根电阻丝的阻值影响的比率都是完全相同，传感器送出的信号也始终为零。
但这仅仅是理论上，并且两根电阻丝的阻值极难达到这么精确。
因此，任何空气中电导率的变化，比方说空气中水蒸气的浓度，也就是湿度，都有可能使两根电阻丝的阻值发生不同的电阻变化，从而导致传感器读数偏离零点。
这个漂移有可能是正的，也有可能是负的，这仅仅取决于两个电阻丝之间的阻值差别。
仪器厂商和用户都有不同的方式来处理漂移。
有些厂商会掩藏掉负的漂移。
另一些会设定一个“不工作区”，在不工作区内的读值都会被屏蔽掉并且始终显示为零。
还有一些厂商会通过更复杂的软件过滤算法来使漂移最小化。
许多用户会简单的忽视掉数值很小的漂移，只要不超过标准的10%报警点就好。
而另一些将报警点设置的很低的用户则会感到漂移是非常麻烦的事情。
在这种情况下，最好的弥补传感器漂移的办法就是让传感器稳定的放在跟测量现场相同的温湿度环境下并在那里进行调零。
好消息是，传感器在北半球的秋天开始漂移就很少会出现了。
直到湿热的夏天到来时漂移会再次回来。
我建议到时候把传感器的报警点设置在合理的水平并且尽量在室外和仪器使用环境近似的地方进行调零。
注：以上内容翻译自英思科产品知识主管Wagner Dave的文章，如有错漏欢迎指正，谢谢！。
催化燃烧传感器参数的定义
催化燃烧传感器参数的定义(一)—供电方式和被测气种2016-02-15 11:06:011. 供电方式(OperatingPrinciple)定义：催化燃烧传感器因为是成对使用的，俗称黑白珠，因此，它也叫催化珠，催化珠是串联使用的，供电方式有恒电压和恒电流之分。
多数催化珠是恒压使用的，但也有少量催化珠是恒流工作的。
催化燃烧传感器功率一般较大，通常是几百毫瓦。
催化燃烧传感器有一个特点，功率越大的催化珠，其长期稳定性也会相对较好，但缺点就是珠子太大，震动中容易断丝，下图1-1是催化颗粒原理图图1-1催化颗粒原理图问：给催化珠的供电电压误差要控制在多少？答：催化珠在出厂的时候都是经过严格配对的，也就是说检测元件“黑珠”和补偿元件“白珠”冷态电阻和工作热态电阻几乎是一模一样的。
尽管如此，我们还是希望用户的供电电压一致性要好，供电电压尽量控制在3%以内，下图1-2是推荐操作电路。
图1-2问：除了供电电压的误差，还有什么参数是供电芯片的比较重要的参数？答：温度漂移，或称温度系数。
因为催化珠的输出电压随可燃气体浓度变化很微弱，基本上是1%LEL 的浓度变化只对应几百微伏。
所以，如果供电芯片的温度系数过大，催化珠的电压输出就会有温度漂移，最终导致传感器的零点温度特性不是一条水平的直线。
问：在给催化珠上电的瞬间，催化珠会损坏吗？答：损坏的可能性是有的。
当催化珠冷态的时候，电阻是工作状态时候的大约1/2。
也就是说，当恒流工作的时候，每次上电，催化珠都会经受一次大电流的冲击，这像打开白炽灯的瞬间一样。
白炽灯不是在开灯的瞬间最容易断丝吗？最近，有一些客户应用会在几分钟内让催化珠开关一次，从而导致催化珠损坏。
因此，本人建议，在上电的短暂时间里，为催化珠做恒流上电、或做电压台阶式上电。
2. 被测气种(Gas Detected)定义：催化燃烧传感器的标准被测气体是甲烷CH4，而且浓度范围为5%vol。
当然，也有专门用于测乙炔的催化珠。
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催化燃烧式传感器工作原理
专业解释·催化燃烧式
可燃物在催化剂作用下燃烧。
与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。
催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。
例如家用负载Pd或稀土化合物的催化燃气灶，可减少尾气中CO含量，提高热效率。
负载0.2%pt的氧化铝催化剂，在500℃下，可将大多数有机化合物燃烧，脱臭净化到化学位移σ=1以下。
催化燃烧为无焰燃烧，因此适用于安全性要求高的场合，如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉(催化剂为浸Pt石棉)等。
如消除化工厂NOx 的烟雾，可加燃料到烟雾中，通过负载型铂和钯催化剂，催化燃烧使NOx转化为N2气。
采用适当的催化剂，使用有害气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。
气体报警器的传感器采用催化燃烧的方式检测气体，称为催化燃烧式传感器。
检测可燃气体的仪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。
催化燃烧式传感器的校正也是一个重要的问题。
如果可能，用户应当使用待测气体来校正仪器。
这种校正一般是两点校正，即“新鲜空气校正”和“标准气体校正”。
大部分的控制标准，比如OSHA 1910.146和ANSI Z117.1-1995,都使用10%LEL作为危险存在的阈值。
很多仪器也采用10%作为仪器的缺省值进行警报设置。
但实际上，10%LEL设置可能高于某些规程。
在密闭空间进入的标准中，一般要求是不超过5%LEL，在此浓度以上就不能进行工作(OSHA 1995)。
一旦超过预置警报，必须停止工作并撤出。
如果可以进行实时检测，10%LEL可以作为安全限度。
但必须注意的是，任何可以检测出浓度的可燃气体的存在都是十分危险的。
标准的催化燃烧传感器不适合于LEL/LFL水平之上进行测量。
相对校正
只有用待测气体对仪器进行校正才能得到准确的测量结果，如果这一点做不到，或者待测气体是未知的，那么，一定要选择10%LEL或更低作为警报限值。
另一个选择是使用一种气体校正但检测另一种气体的相对校正方法，即使用校正系数的方法。
但是，由于不同传感器间的校正系数也会有所不同，同时，这个系数也会在同一个传感器的使用期间发生变化，因此使用这一方法有很大的限制。
这种方法更不适合于混合物。
小表列出了一些物质相对于另一些物质的校正系数。
易燃易爆传感器的相对响应值
需要注意的是，这些值仅仅是一些参考值，正如上面提到的那样，不能随便拿它们进行实际的计算。
但作为举例，我们可以从上表看到，一个用甲烷标定的仪器测量乙醇，仪器读出的相对响应是0.8，换句话说，实际读数要低20%。
有些制造商会提供校正系数代替相对响应，它们是倒数关系。
比如上例中，乙醇对甲烷的校正系数是1 / 0.8 = 1.25，即此时测得的乙醇实际浓度是显示浓度乘以1.25。
如果显示是40%LEL，则实际乙醇为40 % LFL/LELx1.25=50 % LFL/LEL。
注意，使用丙烷校正的仪器测量乙醇时的校正系数与用甲烷标定的仪器也有所不同，此时的校正系数是1/1.2= 0.83，如果显示是40%LEL，则实际乙醇为40 % LFL/LELx0.83=33 % LFL/LEL。
校正系数越接近于1，则测量结果越准。
从上表还可以看到，用甲烷标定的仪器测量其他的物质的结果都会很低，而用戊烷标定则会相当的高。
如果用丙烷标定，则结果会比较接近。
因此，对于很多的实际情况，丙烷是一个较为合适的标定
物。
作为一个建议，在使用校正系数之前，一定要征询制造商的建议。