بالنسبة للصناعات المختلفة، يتم استخدام مستشعر غاز أو كاشف غاز مختلف، مثل كاشف الغاز H2S أو كاشف الغاز ch4 أو كاشف الغاز PID voc، فهم يستخدمون أجهزة استشعار غاز مختلفة.
يكمن جوهر كاشف الغاز في تقنية الاستشعار الخاصة به. الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار مناسبة للغازات المختلفة والسيناريوهات المختلفة ومتطلبات الدقة المختلفة. فيما يلي تحليل شامل لأنواع أجهزة استشعار الغاز السائدة، مما يسمح لك بالاختيار بناءً على الغاز المستهدف واحتياجات الكشف (الدقة، وسرعة الاستجابة، والعمر، والتكلفة).
التصنيف حسب مبدأ الكشف:
1. أجهزة استشعار أشباه الموصلات: للغازات القابلة للاحتراق (مثل CH₄)، والمركبات العضوية المتطايرة، وثاني أكسيد الكربون. والمبدأ هو أن الغاز يمتص على سطح أكسيد المعدن، مما يتسبب في تغيير في المقاومة. منخفضة التكلفة، وعمر طويل، وحساسة للغازات القابلة للاحتراق والمركبات العضوية المتطايرة. استقرار ضعيف، ويتأثر بسهولة بدرجة الحرارة والرطوبة، ودقة منخفضة بشكل عام، وانتقائية ضعيفة، وانحراف نقطة الصفر-. يُستخدم في أجهزة إنذار الغاز المنزلي-وتحذيرات السلامة الصناعية ذات النهاية المنخفضة.
2. أجهزة استشعار الاحتراق التحفيزي: للغازات القابلة للاحتراق (الميثان والبروبان وغيرها). المبدأ هو أن الغاز يحترق على سطح الخرزة الحفزية، مما يسبب تغيرًا في مقاومة الجسر. تكنولوجيا ناضجة، استجابة خطية جيدة للغازات القابلة للاحتراق، وعمر طويل. مناسب فقط للغازات القابلة للاحتراق، والبيئات التي تتطلب الأكسجين-، كما أن المواد الحفازة تتسمم بسهولة (الكبريتيدات ومبيدات السيليكات)، وهناك خطر الاشتعال.
3. أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، تستخدم هذه أجهزة الاستشعار لمراقبة الغازات القابلة للاشتعال في البيئات البترولية والكيميائية والتعدينية لمنع الانفجارات. أنها تستهدف الغازات السامة (CO، H₂S، SO₂، O₃، وما إلى ذلك) والأكسجين (O₂). تخضع الغازات لتفاعلات الأكسدة والاختزال في المنحل بالكهرباء، مما يولد تيارًا يتناسب مع التركيز. إنها توفر حساسية عالية، وانتقائية جيدة، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة، ولكن لها عمر افتراضي محدود (عادةً 1-2 سنة). وهي تتأثر بدرجة الحرارة والرطوبة، وتكون عرضة للتداخل المتبادل، وتتطلب معايرة دورية. وهي تُستخدم بشكل شائع في معدات الحماية الشخصية المحمولة وللمراقبة المستهدفة للغازات السامة في التطبيقات الصناعية.
4. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء: تستهدف هذه المستشعرات الغازات النشطة بالأشعة تحت الحمراء-(CO₂، CH₄، البروبان، المبردات، إلخ.)|استنادًا إلى قانون لامبرت-البيرة، يقومون بقياس امتصاص الغاز لأطوال موجية محددة من الأشعة تحت الحمراء. إنها توفر عمرًا طويلًا للغاية، واستقرارًا عاليًا، وانتقائية جيدة، ولا تتأثر بالأكسجين، وهي آمنة في جوهرها. وهي أكثر تكلفة وتستخدم في المقام الأول لمراقبة ثاني أكسيد الكربون، وتحليل الغازات الدفيئة، والمراقبة-عالية الدقة للغازات القابلة للاشتعال، واكتشاف تسرب غاز التبريد.
5. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء: تستهدف هذه المستشعرات الغازات التفاعلية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء - (CO₂، CH₄، البروبان، المبردات، وما إلى ذلك). استنادًا إلى قانون لامبرت-البيرة، يقومون بقياس امتصاص الغاز لأطوال موجية محددة من الأشعة تحت الحمراء. إنها توفر عمرًا طويلًا للغاية، واستقرارًا عاليًا، وانتقائية جيدة، ولا تتأثر بالأكسجين، وهي آمنة في جوهرها. وهي أكثر تكلفة وتستخدم بشكل شائع لمراقبة ثاني أكسيد الكربون، وتحليل الغازات الدفيئة، والمراقبة-عالية الدقة للغازات القابلة للاشتعال، واكتشاف تسرب غاز التبريد.
6. حساس التأين الضوئي: يستهدف المركبات العضوية المتطايرة وبعض الغازات السامة، ويستخدم مصباح الأشعة فوق البنفسجية لتأين جزيئات الغاز وقياس التيار الأيوني الناتج. يتمتع بحساسية عالية جدًا للمركبات العضوية المتطايرة (مستوى جزء في المليون)، واستجابة سريعة، وقياس غير مدمر-. ومع ذلك، فإنه لا يستطيع التمييز بين مركبات محددة (إجمالي المركبات العضوية المتطايرة)، وغير حساس لبعض الغازات (مثل CH₄)، وله عمر محدود لمصباح الأشعة فوق البنفسجية. وتشمل التطبيقات مسوحات النظافة الصناعية، واكتشاف التسرب، ومراقبة الطوارئ البيئية، والتحقيقات في المواقع الملوثة.
7. مستشعر الأشعة فوق البنفسجية: يستهدف امتصاص أطوال موجية محددة من الأشعة فوق البنفسجية بواسطة الغازات مثل الأوزون والكلور وبخار الزئبق (قانون لامبرت-البيرة). إنه يتمتع بعمر افتراضي طويل، ودقة عالية للغاية، واستقرار جيد، ولا يوجد أي تداخل فعليًا. ومع ذلك، فهي باهظة الثمن ومحددة للغاية (عادةً ما يقيس جهاز استشعار واحد غازًا واحدًا فقط). يتم استخدامه على نطاق واسع لرصد الأوزون وتحليل التركيز عبر الإنترنت، ومراقبة الكلور الصناعي، ومراقبة انبعاثات غاز المداخن.
8. مستشعر الليزر: يستهدف غازات معينة (مثل CH₄ وHCl وNH₃)، ويستخدم طيف امتصاص ثنائي ليزر قابل للضبط لقياس خطوط امتصاص محددة. 7. **مستشعر الموجات فوق الصوتية:** حساسية عالية للغاية (مستوى جزء في المليون)، واستجابة سريعة للغاية، وانتقائية عالية للغاية، وقادر على قياس المسافة الطويلة - عن بعد (مسار بصري مفتوح). نظام مكلف للغاية ومعقد. يستخدم بشكل أساسي للاستشعار عن بعد عن تسربات خطوط أنابيب الغاز الطبيعي، ومراقبة السلامة الإقليمية، والتحليل -عالي الدقة.
9. مستشعر الموجات فوق الصوتية: المبدأ: يتم تحقيق التحذير المبكر من التسرب عن طريق الكشف عن إشارات الموجات فوق الصوتية الناتجة عن تسرب الغاز. الميزات: - عدم الاتصال-، قادر على اكتشاف المسافة الطويلة-. مناسب لمراقبة التسربات في -خطوط الأنابيب ذات الضغط العالي وصهاريج التخزين.
10. مستشعر التوصيل الحراري: المبدأ: يكتشف التركيز باستخدام الاختلافات في التوصيل الحراري للغاز، وهو شائع الاستخدام للهيدروجين أو الغازات عالية التركيز. الميزات: مناسب للكشف عن التركيز العالي-، ولا يحتاج إلى أكسجين. دقة أقل، وتتأثر بسهولة بتدفق الهواء المحيط.