Каталитические датчики используются в промышленности уже почти 100 лет для детектирования взрывоопасных газов. Первый датчик был изобретен в 1923 году Джонсоном для измерения концентрации метана в шахте.
Большинство оксидов металлов обладают каталитическими свойствами. Смеси взрывоопасных газов не горят, пока их температура не достигнет точки воспламенения. Однако в присутствии определенных химических процессов газ начинают возгораться даже при низких температурах. Этот процесс получил название каталитического беспламенного горения. Датчик, работающий на этом принципе, называется каталитическим датчиком газа. Для измерения выходного сигнала датчиков применяется мост Уитстона (мостовая схема для измерения сопротивлений постоянному току).
Первоначально для производства каталитических датчиков использовали простую платиновую проволоку, завернутую в форму катушки. Она обеспечивала эффективный нагрев и хороший сигнал.
Однако, несмотря на превосходные свойства платины, она оказалась плохим катализатором для поджига углеводородных газов. Температура, необходимая для детектирования углеводородов, находится в диапазоне 900-1000С, но при этой температуре платина начинает испаряться, а ее сопротивление увеличиваться. Другая проблема была вызвана тем, что при 1000С платина становилась мягкой. Решение было найдено благодаря применению внешнего металлооксидного покрытия из платины, палладия или двуокиси тория. Такая конструкция сделала датчик прочным, стабильным и стойким к вибрации и ударам.
Сегодня вместо платиновых катушек используются микропластины для уменьшения потребляемой мощности. Современный датчик обычно содержит каталитическую поверхность, нанесенную на нагревательную пластину с платиновым резистором, которая нагревает катализатор до очень высокой температуры, при которой происходит поджиг любого взрывоопасного газа. Концентрация газа измеряется посредством контроля изменения сопротивления на платиновом резисторе, возникающем благодаря увеличению температуры.
Следующий этап в развитии каталитических датчиков связан с модернизацией микропластины, в результате чего появилась новая технология производства MEMS датчиков газа. Такие датчики отличаются значительно меньшей мощностью потребления и чувствительностью 2,4 мВ/% в диапазоне 50% LEL метана.
Датчики на взрывчатые газы
Датчики серии МС10х предназначены для использования в бытовых детекторах взрывоопасных газов. Датчики серии МС11х применяются в промышленных системах детектирования утечки газов, LPG, природного газа, насыщенного углеводорода и угольного газа, а также для детектирования паров таких органических растворителей, как бензин, алкоголь, кетон, бензол и др.
Особенности: линейный выходной сигнал концентрации газа, изменения условий окружающей среды не влияют на результаты измерений, стабильность и надежность в эксплуатации, малое время отклика и восстановления.
| Наим-е | MC101 MC101B |
MC105 MC105B MC106 |
MC107 | MC109 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Детектируемый газ | Взрывоопасные газы (метан, пропан, LPG и др.) | ||||
| Диапазон измерений | 0-100% LEL (нижний предел взрывоопасной концентрации) | ||||
| Чувствительность | 1% СН4 | 25-50 мВ | 20-50 мВ | 15-45 мВ | 20-50 мВ |
| 1% С3Н8 | 30-70 мВ | 40-90 мВ | |||
| Рабочее напряжение | 3 В ±0.1 | 2.5 В ±0.1 |
|||
| Рабочий ток | 110 мА ±10 | 150 мА ±10 |
010 мА ±10 | ||
| Линейность | ≤5% | ||||
| Время отклика (90%) | ≤10 с | ||||
| Время восстановления (90%) | ≤30 с | ||||
| Условия эксплуатации | -40…+70°С, влажность <95% | ||||
| Условия хранения | -20…+70°С, влажность <95% | ||||
