GTH500煤矿用一氧化碳传感器是采用电化学气体敏感元件,经单片机处理的煤矿用固定式监测仪器,适用于煤矿井下,可连续监测工作面及巷道的一氧化碳气体浓度。
防爆型式为矿用本质安全型 防爆标志为ExibI。
技术参数:
测量范围:0~500×10-6CO
允许误差:0~100×10-6CO±4×10-6CO
>100~500×10-6CO真值的±5%
报警点设定:24×10-6CO
允许误差:±4×10-6CO
本安参数:
a)μi:18V(DC) Ii:50(mA)
b)Ci:0.12μF li:0mA
工作电压 DC9-24V;工作电流 不大于86mA
输出信号:200~1000Hz
连接电缆:YZ3×1.5三芯电缆,
最大长度2000m,
分布电感≤1mH/km,
分布电容≤0.1μF/ km 。
外形尺寸:268mm×157mm×56mm;
重量: 1kg
工作原理
该仪器为智能型一氧化碳传感器,采用日本生产的利用电化学定电位电解检测气体原理的传感元件,其含有工作电极(W),对面电极(C)有参比电极(R),以硫酸溶液为电解质,借助于恒电位电路维持工作电极和参比电极之间为恒定电压。当空气中一氧化碳通过透气膜到达工作电极时,按下式发生电化学氧化反应:
CO+H2O CO2+2H++2e–
反应结果,在工作电极和对面电极间形成正比于一氧化碳气体浓度的微弱电流。该电流经放大、调整后输入飞利浦2119单片机,经数据处理控制显示电路、报警电路、信号输出电路等。
下井前,先地面调校,将主机和传感器的对应端用电缆连接好,给上主机电源,稳定10分钟,待传感器显示值为零后,给其通以标准CO气样(流量150ml/min),调整电位器,使显示值和气样值相一致。传感器应定期调校。
化学传感器
一氧化碳传感器属于化学传感器。化学传感器主要由两部分组成:识别系统;传导或转换系统。 识别系统把待测物的某一化学参数(常常是浓度)与传导系统连结起来。
它主要具有两种功能:选择性地与待测物发生作用,把所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。
分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此,化学传感器研究的主要问题就是分子识别系统的选择以及如何把分子识别系统与合适的传导系统相连续。
化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号,并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式,传送到电子系统进行放大或进行转换输出,最终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号,检测出样品中待测物的量。
化学一氧化碳气体传感器采用密闭结构设计,其结构是由电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线(管脚)、壳体等部分组成。
二、一氧化碳传感器
一氧化碳气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能,与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。
三、一氧化碳传感器基本工作原理 当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为: CO+H2O→CO2+2H++2e- 在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为: 1/2O2+2H++2e-→H2O 因此,传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。其化学反应式为: 2CO+2O2 →2CO2 这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,并在电极间产生电位差。 但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制了对一氧化碳浓度可检测的范围。 为了维持极间电位的恒定,我们加入了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路测量传感器输出电流的大小,便可检测出一氧化碳的浓度,并且有很宽的线性测量范围。这样,在气体传感器上外接信号采集电路和相应的转换和输出电路,就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。
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一氧化碳传感器广泛使用在矿山,汽车,家庭等空气质量安全检测的地方。
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