
气体热传导式传感器(CT)
气体热传导式传感器,简称CT,普遍用于可燃性气体,不燃性气体,不活性气体的检测及实时监测。检测范围最高可达到100vol%,是高浓度气体检测的最佳选择。

1:CS剖面图

CT传感器从结构上来讲是在白金线圈上包裹矾土类物质成球形状,并在其表面加涂玻璃涂层而形成。

CT传感器主要是通过标准气体(空气)和检测对象气体热传导度的差来进行判断。把事先通过电力加热过的气体检测元件与对象气体接触,如果对象气体的热传导度大于标准气体时,气体检测元件与在标准气体状态下相比,热量被剥夺的更多,也就是说温度会降低。这种温度变化反应给白金抵抗体,再通过电阻值的变化来捕捉,从而测定气体的浓度。
传感器元件由两个温度计,即『检测元件』和『温度补正元件』构成。『检测元件』外露在检测环境中,『温度补正元件』密封于标准气体之中。
如图2的基本回路所显示,把检测元件(开放的)和温度补正元件(密封的)放入桥型回路,作为传感器输出来测定。也就是说把传感器元件的温度变化,直接视为电阻值变化,即传感器输出得到的读值。

图2:桥型回路

CT传感器是以空气和被测气体间热传导率的差来判断气体浓度,也就是说热传导率与接近空气的气体(热传导率=0.7-1.2)是无法测定的。CT传感器适用的气体可参考下表。
表1为标准气体(空气)的热传导率=1.00时,主要气体的热传导率的相对值。
表1:【主要气体的热传导率】
主要气体名称 |
热传导率 |
是否可測定 |
|
空気 |
1.00 |
||
氩气 |
Ar |
0.68 |
〇 |
一氧化碳 |
CO |
0.96 |
× |
碳酸气体 |
CO2 |
0.60 |
〇 |
氢气 |
H2 |
6.98 |
〇 |
氦气 |
He |
5.90 |
〇 |
窒素 |
N2 |
1.00 |
× |
氧气 |
O2 |
1.02 |
× |
氖气 |
Ne |
1.93 |
〇 |
甲烷 |
CH4 |
1.25 |
〇 |
乙烷 |
C2H6 |
0.75 |
× |
丙烷 |
C3H8 |
0.63 |
〇 |
丁烷 |
C4H10 |
0.56 |
〇 |

气体热传导式传感器是利用热传导这种气体本身的物理性质的传感器,因此不存在催化剂的劣化,烧结的进行等问题,具有长久·稳定性高的特性。
(1) 适合检测高浓度气体
(2) 气体浓度和传感器输出基本成正比
(3) 高精度,再现性优越并具有长期稳定性。
(4) 无氧环境下也可以使用
(5) 不受催化剂中毒气体的影响
(6) 没有气体选择性
唯一的不足是无法检测低浓度气体。
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