יישום חיישן בגלאי גז מוליכות תרמית
1. יישום חיישנים בגלאים
חיישן מוגדר בדרך כלל כ"מכשיר הממיר כמות פיזית חשה (בדרך כלל לא חשמל) לכמות פיזית אחרת (בדרך כלל כמות חשמלית) ומוציא אותה לפי היחס המתאים לצורך המדידה". החיישן הוא החוליה הראשונה והחלוץ למימוש הבדיקה והשליטה. ללא החיישן ללכידה מדויקת ומהימנה של המידע המקורי, אי אפשר לדבר על כל בדיקה ובקרה מדויקת. מיקום החיישן במערכת הזיהוי מוצג באיור.
2. הגדרת תעשייה
גלאי הגז מוליכות תרמית הוא כלי מכשור לזיהוי ריכוזי גז. זהו מנתח גז רציף אוטומטי העשוי מהעיקרון שהמוליכות התרמית הכוללת של הגז המעורב משתנה עם תכולת הרכיבים הנמדדים. מכשירי גילוי גז ממירים את האותות הפיזיים או הכימיים הלא-חשמליים שנאספים על ידי חיישן הגז לאותות חשמליים, ולאחר מכן מתקנים ומסננים את האותות החשמליים לעיל דרך מעגלים חיצוניים, ושולטים במודולים המתאימים באמצעות אותות מעובדים אלה כדי לממש זיהוי גז. פונקציות ספציפיות שונות. גלאי הגז יכול לזהות ולנתח מימן, מימן גופרתי, פחמן חד חמצני, חמצן, גופרית דו חמצנית, פוספין, אמוניה, חנקן דו חמצני, מימן ציאניד, כלור, כלור דו חמצני, אוזון וגזים דליקים וגזים אחרים.
3. עקרון עבודה
גלאי גז מוליכות תרמית הוא סוג של מכשיר זיהוי גז פיזי. על פי העיקרון שלגזים שונים יש מוליכות תרמית שונה, הוא מחשב את התוכן של כמה רכיבים על ידי מדידת המוליכות התרמית של הגז המעורב. מכשיר זיהוי זה פשוט ואמין, ישים לסוגים רבים של גזים, והוא מכשיר גילוי בסיסי. עם זאת, קשה למדוד ישירות את המוליכות התרמית של הגז, כך שלמעשה, שינוי המוליכות התרמית של הגז מומר לעתים קרובות לשינוי ההתנגדות, ולאחר מכן נמדד עם גשר. האלמנטים הרגישים לחום של גלאי הגז מוליכות תרמית כוללים בעיקר אלמנטים רגישים למוליכים למחצה וחוטי התנגדות מתכת. לאלמנט הרגיש למוליכים למחצה יש נפח קטן, אינרציה תרמית קטנה ומקדם התנגדות טמפרטורה גדול, כך שיש לו רגישות גבוהה ופיגור זמן קטן.
תחמוצת המתכת בצורת חרוז מושחתת על סליל הפלטינה כאלמנט רגיש, ואז אותו סליל פלטינה בעל התנגדות פנימית וערך קלורי שווה עם חומר שאינו מגיב לגז כאלמנט פיצוי. שני רכיבים אלו יוצרים מעגל גשר כשתי זרועות, שהוא מעגל המדידה. כאשר האלמנט הרגיש לתחמוצת המתכת המוליך למחצה סופג את הגז הנמדד, המוליכות החשמלית והמוליכות התרמית ישתנו, וגם מצב פיזור החום של האלמנט ישתנה בהתאם. שינוי הטמפרטורה של האלמנט משנה את ההתנגדות של סליל הפלטינה, ולגשר יש פלט מתח לא מאוזן, שיכול לזהות את ריכוז הגז. לגלאי גז מוליכות תרמית יש מגוון רחב של יישומים. בנוסף לשימוש הנפוץ לאיתור מימן, אמוניה, פחמן דו חמצני, גופרית דו חמצנית וגזים דליקים בריכוז נמוך, הם יכולים לשמש גם כגלאים במנתחים כרומטוגרפיים לניתוח רכיבים אחרים.
4. שדה יישום
על פי ההבדלים בתחומי היישום של מכשירי זיהוי גז מוליכות תרמית, מכשירי גילוי גז מחולקים בעיקר לשתי סדרות: מכשירי גילוי גז תעשייתיים ומכשירי גילוי גז אזרחיים. מכשירי גילוי גז תעשייתיים מחולקים לשלוש קטגוריות: ניידים, קבועים ומערכתיים. מכשירים ומדי גז תעשייתיים משמשים בעיקר בנפט, כימיקלים, מתכות, מכרות פחם, גז נוזלי ומפעלים אחרים; מכשירי גילוי גז אזרחיים משמשים בעיקר במקומות ציבוריים וזיהוי גז ביתי ואזעקה.
