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催化燃燒技術(shù)*——紅外氣體分析技術(shù)
催化燃燒技術(shù)傳感器應用廣泛并且價格便宜,但易被污染中毒、缺乏安全自檢、要求定期維護、標定以及使用壽命短。紅外氣體傳感器這些年發(fā)展迅速,克服了以上催化燃燒的缺點,符合IEC61508安全標準,在檢測碳氫化合物氣體時可提供快速可信的檢測結(jié)果。本文將就兩種傳感器的不同優(yōu)缺點作出比較,以供大家了解。
催化燃燒
催化燃燒zui早起源于十九世紀六十年代采礦業(yè),早期簡單的鉑絲線圈傳感器由于能耗大、零點漂移嚴重不適于連續(xù)操作。
當前催化燃燒檢測器連接兩個鉑絲線圈,每個都包裹著氧化鋁粘土。檢測單元包裹著催化劑,可燃氣通過時可促進氧化發(fā)熱。
催化燃燒優(yōu)點
1、 檢測器價格低廉、供應廣泛;
2、 可使用各種可燃氣,如果方法正確,可用于特殊物質(zhì)檢測;
3、 裝置簡單,除了標準氣,沒有其他特殊的維護裝備;
催化燃燒缺點
1、 易中毒,如果暴露在有機硅、鉛、硫和氯化物組分中,將失去對可燃氣的作用;
2、 易產(chǎn)生燒結(jié)物,阻止可燃氣與傳感器接觸;
3、 沒有自動安全防護裝置;
4、 在某些環(huán)境下靈敏度會下降(特別是硫化氫和鹵素);
5、 需要至少12%的氧氣濃度,在氧氣濃度不足情況下工作效率明顯下降;
6、 如暴露在可燃氣體濃度過高的環(huán)境下,會被燒壞;
7、 使用時間越長,靈敏度越低;
8、 壽命有限,zui長3-5年;
9、 需定期進行氣體測試和標定;
紅外技術(shù)
包含一個原子以上的氣體能吸收紅外光,這樣碳氫化合物和一些氣體比如二氧化碳、一氧化碳能通過紅外技術(shù)進行檢測。
二氧化碳氣體分析示意圖
為了區(qū)分紅外吸收,氣體和其他物質(zhì)比水,需要額外增加一個波長寬帶為2.7-3um的傳感器。碳氫化合物在此范圍沒有吸收峰。這可以阻止錯誤報警發(fā)生和減小干擾物質(zhì)的信號。雙光束設計就是被用來防止光學組分污染造成錯誤報警。
紅外技術(shù)優(yōu)點
1、 較快的反應速率:響應時間一般小于7秒;
2、 自動故障操作:電源錯誤、信號錯誤、軟件錯誤都能反饋給控制系統(tǒng);
3、 對污染性氣體的信號抗干擾能力強;
4、 壽命長,一般大于10年;
5、 維護成本低;
6、 無需氧氣;
7、 高濃度可燃氣體條件下,不會燒壞;
8、 不會燒結(jié),相應的問題也不會發(fā)生;
紅外技術(shù)缺點
購買價格高于催化燃燒檢測器
催化燃燒需要定期測試(通過標氣)。有些海洋石油平臺通常每六周需測試一次,每3-5年需要更換一次,這樣需要耗費大量的成本。
不會燒結(jié)的紅外氣體檢測儀器可自我檢測,比檢測如燈、傳感器、窗口、軟件等這些不可恢復的問題,從而大大降低出現(xiàn)問題的可能性。較少的零點、量程漂移及高靈敏度意味著紅外氣體檢測儀器的校準和常規(guī)維護少,一般為6-12個月。
同時,紅外傳感器的價格近年已經(jīng)顯著下降,雖然價格還是高于催化燃燒檢測器,但實踐經(jīng)驗表明,紅外傳感器的成本可通過減少維護成本來降低。故紅外氣體傳感技術(shù)取代催化燃燒技術(shù)大勢所趨。
湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司,以自主知識產(chǎn)權(quán)的紅外傳感器核心技術(shù)為依托,成功研制紅外煙氣、沼氣、煤氣、尾氣、天然氣等節(jié)能減排儀器儀表,并已廣泛應用于電力、鋼鐵、有色金屬、煤化工、石油化工、垃圾焚燒、厭氧發(fā)酵、機動車及發(fā)動機檢測、石油天然氣勘探、煤層氣綜合利用、空分、節(jié)能環(huán)保部門、科研院校及民用等領(lǐng)域。
紅外傳感器可檢測特征吸收峰位置的吸收情況,以確定某種氣體的濃度。這種傳感器過去都是大型的分析儀器,但近些年,隨著以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器工業(yè)的發(fā)展,這種傳感器的體積已經(jīng)由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指大?。┳笥?。
微型紅外傳感器
使用無需調(diào)制光源的紅外傳感器使得儀器*沒有機械運動部件,實現(xiàn)免維護,有效降低維護成本,從而降低工業(yè)過程氣體的監(jiān)測成本。