गैस सेंसर के प्रकार और गैस का पता लगाने और निगरानी उपकरण में उनके अनुप्रयोग
पेट्रोकेमिकल उद्योग के विकास के साथ, ज्वलनशील, विस्फोटक और जहरीली गैसों के प्रकार और अनुप्रयोग सीमा में वृद्धि हुई है। एक बार जब ये गैसें उत्पादन, परिवहन और उपयोग के दौरान लीक हो जाती हैं, तो यह विषाक्तता, आग और यहां तक कि विस्फोट दुर्घटनाओं का कारण बनेगी, जिससे लोगों के जीवन और संपत्ति की सुरक्षा को गंभीर खतरा होगा। गैस की विसरणीयता के कारण, रिसाव होने के बाद, गैस बाहरी वायु बल और आंतरिक सांद्रता प्रवणता की कार्रवाई के तहत जमीन की सतह पर फैल जाएगी, जिससे दुर्घटना स्थल पर एक दहन विस्फोट या जहरीला खतरा क्षेत्र बन जाएगा और विस्तार होगा। खतरनाक क्षेत्र।
एक बार जब गैस रिसाव दुर्घटना हो जाती है, तो दुर्घटना के नुकसान को कम करने के लिए जल्द से जल्द उपाय किए जाने चाहिए। हवा में कुछ गैसों की सामग्री का समय पर और विश्वसनीय पता लगाना, समय पर और प्रभावी उपचारात्मक उपाय, और रिसाव के कारण होने वाली दुर्घटनाओं को कम करने के लिए सही निपटान के तरीके बड़ी संपत्ति और हताहतों से बचने के लिए आवश्यक शर्तें हैं। यह गैस का पता लगाने और निगरानी उपकरणों के लिए उच्च आवश्यकताओं को सामने रखता है। एक महत्वपूर्ण गैस डिटेक्टर के रूप में, गैस सेंसर को हाल के वर्षों में काफी विकसित किया गया है। गैस सेंसर का विकास इसके अनुप्रयोग को अधिक से अधिक व्यापक बनाता है।
गैस सेंसर अवलोकन
1930 के दशक में विदेशी देशों ने गैस सेंसर पर शोध और विकास करना शुरू किया। अतीत में, गैस सेंसर का उपयोग मुख्य रूप से कोयला गैस, तरलीकृत पेट्रोलियम गैस, प्राकृतिक गैस और खदानों में गैस का पता लगाने और अलार्म के लिए किया जाता था। वर्तमान में, जिन प्रकार की गैसों का पता लगाने की आवश्यकता है, उनका विस्तार मूल कम करने वाली गैसों (H2, C4H10, CH4) से लेकर जहरीली गैसों (CO, NO2, H2S, NO, NH3, PH3) तक हो गया है।
गैस सेंसर कई प्रकार के होते हैं। उपयोग की जाने वाली विभिन्न गैस-सेंसिंग सामग्रियों और गैस-सेंसिंग विशेषताओं के अनुसार, इसे अर्धचालक प्रकार, ठोस इलेक्ट्रोलाइट प्रकार, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रकार, संपर्क दहन प्रकार, पॉलिमर प्रकार, आदि में विभाजित किया जा सकता है।
सेमीकंडक्टर गैस सेंसर
यह सेंसर मुख्य रूप से अर्धचालक गैस-संवेदनशील सामग्री का उपयोग करता है। 1962 में सेमीकंडक्टर मेटल ऑक्साइड गैस सेंसर आने के बाद से, इसकी उच्च संवेदनशीलता और तेज़ प्रतिक्रिया के फायदों के कारण इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, और यह दुनिया में सबसे बड़े और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सेंसर में से एक बन गया है। गैस-संवेदन विशेषता मात्रा का पता लगाने के विभिन्न तरीकों के अनुसार, इसे दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: प्रतिरोधी प्रकार और गैर-प्रतिरोधक प्रकार।
प्रतिरोधक अर्धचालक गैस सेंसर गैस सामग्री के साथ गैस सेंसर के परिवर्तन का पता लगाकर काम करता है। धातु ऑक्साइड सिरेमिक गैस संवेदनशील सामग्री मुख्य रूप से उपयोग की जाती है। हाल के वर्षों में मिश्रित धातु ऑक्साइड और मिश्रित धातु ऑक्साइड जैसी नई सामग्रियों के अनुसंधान और विकास के साथ, इस गैस सेंसर की विशेषताओं और अनुप्रयोग सीमा में काफी सुधार हुआ है। उदाहरण के लिए: WO3 गैस सेंसर 5ppm से 50ppm तक NH3 सांद्रता रेंज का पता लगा सकता है, ZnO-CuO गैस सेंसर 200ppm CO के प्रति बहुत संवेदनशील है।
गैर-प्रतिरोधक अर्धचालक गैस सेंसर इस सिद्धांत पर काम करते हैं कि गैस सेंसर का करंट या वोल्टेज गैस सामग्री के साथ बदलता है। मुख्य रूप से एमओएस डायोड प्रकार और जंक्शन डायोड प्रकार, और क्षेत्र प्रभाव ट्यूब प्रकार गैस सेंसर हैं। अधिकांश पता लगाने वाली गैसें हाइड्रोजन और सिलेन जैसी दहनशील गैसें हैं।
सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट गैस सेंसर
ठोस इलेक्ट्रोलाइट गैस सेंसर गैस-संवेदी तत्वों के रूप में ठोस इलेक्ट्रोलाइट गैस-संवेदन सामग्री का उपयोग करते हैं। सिद्धांत यह है कि गैस-संवेदनशील सामग्री गैस से गुजरते समय आयन उत्पन्न करती है, जिससे एक इलेक्ट्रोमोटिव बल बनता है, और गैस की सांद्रता को मापने के लिए इलेक्ट्रोमोटिव बल को मापता है। इस सेंसर की उच्च चालकता, अच्छी संवेदनशीलता और चयनात्मकता के कारण, इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, और इसने पेट्रोकेमिकल, पर्यावरण संरक्षण, खनन आदि के लगभग सभी क्षेत्रों में प्रवेश किया है, जो धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर गैस सेंसर के बाद दूसरे स्थान पर है। उदाहरण के लिए, H2S मापने के लिए YST-Au-WO3, NH3 मापने के लिए NH प्लस 4CaCO3, आदि।
दहन गैस सेंसर से संपर्क करें
इसे प्रत्यक्ष संपर्क दहन प्रकार और उत्प्रेरक संपर्क दहन प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। इसका कार्य सिद्धांत है: जब गैस-संवेदनशील सामग्री को सक्रिय किया जाता है, तो ज्वलनशील गैस को उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत ऑक्सीकरण और जला दिया जाता है, और उत्पन्न गर्मी हीटिंग तार को गर्म करती है, जिससे इसका प्रतिरोध मूल्य बदल जाता है, और प्रतिरोध के परिवर्तन को मापता है गैस की सघनता मापने के लिए. यह सेंसर केवल दहनशील गैसों को माप सकता है और गैर-दहनशील गैसों के प्रति असंवेदनशील है। उदाहरण के लिए, पीटी तार पर सक्रिय उत्प्रेरक आरएच और पीडी को कोटिंग करके बनाए गए सेंसर में व्यापक स्पेक्ट्रम विशेषताएं होती हैं, यानी, वे विभिन्न दहनशील गैसों का पता लगा सकते हैं। संपर्क दहन गैस सेंसर परिवेश के तापमान पर बहुत स्थिर है और विस्फोट की निचली सीमा के साथ अधिकांश ज्वलनशील गैसों का पता लगा सकता है। इसका व्यापक रूप से पेट्रोकेमिकल संयंत्रों, शिपयार्डों, खदान सुरंगों, बाथरूमों, रसोई आदि में ज्वलनशील गैसों की निगरानी और अलार्म में उपयोग किया जाता है।
पॉलिमर गैस सेंसर
पॉलिमर गैस-सेंसिंग सामग्रियों का उपयोग करने वाले गैस सेंसर हाल के वर्षों में काफी विकसित हुए हैं। जब पॉलिमर गैस-सेंसिंग सामग्री एक विशिष्ट गैस का सामना करती है, तो इसके भौतिक गुण जैसे प्रतिरोध, ढांकता हुआ स्थिरांक, सामग्री सतह ध्वनिक तरंग प्रसार गति और आवृत्ति, और सामग्री वजन बदल जाएगा। इसमें मुख्य रूप से फ्थालोसायनिन पॉलिमर, एलबी फिल्म, फेनिलसायनिन एसिटिलीन, पॉलीविनाइल अल्कोहल-फॉस्फोरिक एसिड, पॉलीसोब्यूटिलीन, एमिनोन्डेसिल सिलेन आदि हैं। पॉलिमर गैस-सेंसिंग सामग्रियां अपने संचालन में आसानी के कारण विषाक्त गैसों और भोजन की ताजगी का पता लगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। सरल प्रक्रिया, कमरे के तापमान पर अच्छी चयनात्मकता, कम कीमत, और माइक्रोस्ट्रक्चर सेंसर और सतह ध्वनिक तरंग उपकरणों के साथ आसान संयोजन। प्रयुक्त सामग्रियों के गैस-सेंसिंग गुणों के अनुसार, इस प्रकार के सेंसर को निम्न में विभाजित किया जा सकता है: पॉलिमर प्रतिरोधी गैस सेंसर जो गैस-सेंसिंग सामग्रियों के प्रतिरोध को मापकर गैस एकाग्रता को मापते हैं; सांद्रण बैटरी-प्रकार के गैस सेंसर जो गैस-सेंसिंग सामग्री द्वारा गैस को अवशोषित करने पर एक सांद्रण सेल बनाकर गैस सांद्रण निर्धारित करने के लिए इलेक्ट्रोमोटिव बल को मापते हैं; सतह ध्वनिक तरंग गैस सेंसर जो इस सिद्धांत के आधार पर बनाए जाते हैं कि गैस-सेंसिंग पॉलिमर द्वारा गैस को अवशोषित करने के बाद सामग्री की सतह पर ध्वनि तरंगों की प्रसार गति या आवृत्ति बदल जाती है; पॉलिमर गैस सेंसर में विशिष्ट गैस अणुओं के प्रति उच्च संवेदनशीलता, अच्छी चयनात्मकता, सरल संरचना होती है, इसका उपयोग सामान्य तापमान पर किया जा सकता है, और यह अन्य गैस सेंसर की कमियों को पूरा कर सकता है।
