יישום של חיישן גז מוליכות תרמית בגלאי גז תעשייתי
1. הגדרה בתעשייה של מנתח גז מוליכות תרמית
סיווג גלאי הגז מסווג לפי אובייקטי הגילוי, לרבות גלאי גז דליק (כולל מתאן), גלאי גזים רעילים וגלאי חמצן. מסווג על פי עקרון הגילוי, זיהוי גז דליק כולל סוג בעירה קטליטית, סוג מוליכים למחצה, סוג מוליכות תרמית וסוג בליעת אינפרא אדום וכו'; גילוי גז רעיל כולל סוג אלקטרוכימי, סוג מוליכים למחצה וכו'; גילוי חמצן כולל סוג אלקטרוכימי וכו'. מסווגים לפי אופן השימוש, ישנם ניידים וקבועים. מסווגים לפי מקום השימוש, ישנם סוג קונבנציונלי וסוג חסין פיצוץ.
מנתח 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 גזים שונים כגון מימן גופרתי, פחמן חד חמצני, חמצן, גופרית דו חמצנית, פוספין, אמוניה, חנקן דו חמצני, מימן ציאניד, כלור, כלור דו חמצני, אוזון וגזים דליקים.
2. מבוא מבנה
גלאי המוליכות התרמית המשמשת הוא גשר המורכב משני תאי מדידה לזיהוי השינוי במוליכות התרמית של הגז בקצה היציאה של העמודה הכרומטוגרפית. הגלאי רגיש מאוד לכל חומר בעל מוליכות תרמית שונה מזו של הגז המוביל, ומגבלת הזיהוי המינימלית היא 0.5×1026-100×1026. הטווח הדינמי הליניארי הוא 103. הוא מתאים לאירועים בהם המוליכות התרמית של הרכיב הנמדד שונה מאוד משאר הרכיבים.
3. עקרון עבודה של מנתח גז מוליכות תרמית
מנתח גז מוליכות תרמית הוא סוג של מכשיר לניתוח 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. סוג זה של מכשיר אנליטי הוא פשוט ואמין, ישים לסוגים רבים של גזים, והוא מכשיר אנליטי 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 מנתח 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. מנתחי גז מוליכות תרמית יש מגוון רחב של יישומים. בנוסף לניתוח הרגיל של מימן, אמוניה, פחמן דו חמצני, גופרית דו חמצנית וגזים דליקים בריכוז נמוך, הם יכולים לשמש גם כגלאים במנתחים כרומטוגרפיים לניתוח רכיבים אחרים.
4. תפקידו של מנתח גז מוליכות תרמית
על פי ההבדלים בתחומי היישום של מכשירי ניתוח 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.
