鍋爐房瓦斯氣體泄漏報(bào)警器催化燃燒式原理和使用壽命

氣體擴(kuò)散到傳感器的催化燃燒室。燃燒室中兩只傳感器元件上的催化劑使可燃性氣體進(jìn)行無焰燃燒，產(chǎn)生熱量。溫度使感應(yīng)電阻阻值發(fā)生變化，打破電橋平衡，產(chǎn)生微小的電壓差信號(hào)，此信號(hào)與可燃?xì)怏w濃度是成正比的的，從而達(dá)到檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度的目的。   

催化燃燒式傳感器屬于高溫傳感器，催化元件的檢測(cè)元件是在鉑絲線圈（φ0.025~φ0.05）上包以氧化鋁和粘合劑形成球狀，經(jīng)燒結(jié)而成，其外表面敷有鉑、鈀等稀有金屬的催化層，

  對(duì)鉑絲通以電流，使檢測(cè)元件保持高溫（300~400℃），此時(shí)若與可燃?xì)怏w接觸如甲烷氣體，甲烷就會(huì)在催化劑層上燃燒，燃燒的實(shí)質(zhì)是元件表面吸附的甲烷與吸附的氧離子之間的反應(yīng)，反應(yīng)完成后生成CO2和H2O解析，而氣相中的氧由被元件吸附并解離，重新補(bǔ)充元件表面上的氧離子。 

  利用元件測(cè)量甲烷式基于在其表面測(cè)量甲烷燃燒反應(yīng)放出的熱量的原理，即燃燒使鉑絲線圈的溫度升高，線圈的電阻值就上升。測(cè)量鉑絲電阻值變化的大小就可以知道可燃?xì)怏w的濃度。 

  在實(shí)際應(yīng)用中常采用惠斯頓電橋測(cè)量電路，如圖所示。電橋中黑元件既是檢測(cè)元件，白元件為補(bǔ)償元件，白元件與黑元件相比只缺少催化劑層，也就是說白元件遇到可燃?xì)怏w不能燃燒，。有一些廠家將黑白元件封裝在一個(gè)防爆網(wǎng)內(nèi)，也有一些廠家分別封裝。當(dāng)空氣中有一定濃度的可燃?xì)怏w時(shí)，檢測(cè)元件由于燃燒而電阻值上升，電橋失去平衡，由電壓輸出，起到檢測(cè)作用。

可燃物在催化劑作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較完全。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧化物多組分物質(zhì)。例如家用負(fù)載Pd或稀土化合物的催化燃?xì)庠?，可減少尾氣中CO含量，提高熱效率。負(fù)載0.2%pt的氧化鋁催化劑，在500℃下，可將大多數(shù)有機(jī)化合物燃燒，脫臭凈化到化學(xué)位移σ=1以下。催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于安全性要求高的場(chǎng)合，如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐(催化劑為浸Pt石棉)等。如消除化工廠NOx的煙霧，可加燃料到煙霧中，通過負(fù)載型鉑和鈀催化劑，催化燃燒使NOx轉(zhuǎn)化為N2氣。 采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，使用有害氣體中的可燃物質(zhì)在較低的溫度下分解、氧化的燃燒方法。 

  氣體探測(cè)器的傳感器采用催化燃燒的方式檢測(cè)氣體，稱為催化燃燒式傳感器。   檢測(cè)可燃?xì)怏w探測(cè)器一般使用催化燃燒式傳感器，催化燃燒傳感器可以對(duì)大部分的可燃?xì)怏w產(chǎn)生響應(yīng)。特定氣體在測(cè)量橋上燃燒產(chǎn)生的熱量就反映了它的燃燒熱，而后者會(huì)隨各類物質(zhì)性質(zhì)改變。所以，不同物質(zhì)即使在相同濃度下也會(huì)產(chǎn)生不同的儀器讀數(shù)。 要記住，儀器測(cè)量的是電阻的變化而不是濃度的變化！不同的氣體在測(cè)量橋上的行為會(huì)有很大的不同。通常，較大的分子會(huì)產(chǎn)生更多的燃燒熱。另一方面，較小的分子更容易進(jìn)入測(cè)量頭的燒結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)。催化燃燒式傳感器，尤其是測(cè)量%LEL的傳感器不適合于檢測(cè)“較重的”或者長(zhǎng)鏈的烷烴，特別是高閃點(diǎn)的物質(zhì)。 

催化燃燒式的傳感器是應(yīng)用最廣泛的低成本可燃?xì)怏w探測(cè)傳感器，廣譜可燃?xì)怏w探測(cè)，氣體選擇差，易中毒，壽命一般為2年。