안전분야에 사용되는 가스센서 종류 빼기
가스 센서는 주로 특정 가스를 감지하는 데 사용되며, 센서 근처에 가스가 존재하는지 또는 센서 근처의 공기 함량을 측정합니다. 따라서 가스 센서는 일반적으로 안전 시스템에서 매우 중요합니다. 이러한 센서는 안전 시스템의 가연성, 인화성 및 독성 가스뿐만 아니라 해당 지역의 산소 소비량 및 이산화탄소 비율에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
일반적인 가스 센서에는 전기화학 가스 센서, 촉매 연소 가스 센서, 반도체 가스 센서, 적외선 가스 센서 등이 포함됩니다. 원리와 구조가 다르기 때문에 센서 유형에 따라 성능, 사용 방법, 적용 가스 및 적용 상황이 다릅니다. 오늘은 모든 사람에게 도움이 되기를 바라면서 일반적인 유형의 가스 센서를 나열하겠습니다.
전기화학 가스 센서
황화수소, 산화질소, 이산화질소, 이산화황, 일산화탄소 등과 같은 인화성, 독성 및 유해 가스의 상당 부분은 전기화학적 활성을 가지며 전기화학적으로 산화되거나 환원될 수 있습니다. 이러한 반응을 활용하여 가스 조성을 식별하고 가스 농도를 감지할 수 있습니다. 전기화학 센서는 이 원리를 기반으로 합니다.
전기화학 센서에는 다음과 같은 다양한 하위 범주가 있습니다.
1차전지형 가스센서
이러한 유형의 센서는 Gavoni 전지형 가스 센서, 연료 전지형 가스 센서 또는 자연 전지형 가스 센서로도 알려져 있습니다. 배터리의 탄소망간 전극이 가스 전극으로 교체되었다는 점을 제외하면 그 원리는 우리가 매일 사용하는 건전지와 동일합니다. 산소 센서를 예로 들면 산소 음극이 환원되고 전자 전류계가 양극으로 흘러 납 금속이 산화됩니다. 따라서 전류의 크기는 산소 농도와 직접적인 관련이 있습니다. 이 센서는 산소, 이산화황, 염소 등과 같은 가스를 효과적으로 감지할 수 있습니다.
정전위 전해조형 가스 센서
이러한 센서는 환원가스 감지에 매우 효과적이며, 1차 전지형 센서와 원리가 다릅니다. 전류 강제 하에서 전기화학 반응이 발생하므로 진정한 쿨롱 분석 센서가 됩니다. 이 센서는 일산화탄소, 황화수소, 수소, 암모니아, 히드라진과 같은 가스 감지에 성공적으로 사용되었으며 현재 독성 및 유해 가스 감지를 위한 주류 센서입니다.
참고: 쿨롱 분석은 전기분해 과정에서 소비되는 전기량을 기준으로 패러데이의 법칙에 따라 측정된 물질의 함량을 결정하는 방법을 말합니다.
농도전지식 가스센서
이러한 유형의 센서는 전기화학적 활동을 가지며, 전기화학 배터리 양쪽의 가스는 자발적으로 농도차 기전력을 형성합니다. 기전력의 크기는 가스의 농도와 관련이 있습니다. 이러한 유형의 센서의 성공적인 예로는 자동차용 산소 센서와 고체 전해질형 이산화탄소 감지기가 있습니다.
극전류형 가스센서
산소 농도를 측정하는 센서로, 작동 원리는 안정적인 산화아연 고체 전해질의 산소 펌프 효과를 기반으로 합니다. 한계 전류는 가스 확산을 통해 음극에 공급되는 산소를 제어하여 얻습니다. 이러한 센서는 현재 주로 보일러의 연소 제어, 용강의 산소 농도 감지, 자동차의 산소 감지에 사용됩니다.
반도체 가스 센서
반도체 가스 센서는 반도체 표면에서 가스의 산화 및 환원 반응을 활용하여 민감한 부품의 저항을 변화시킵니다.
음이온을 흡착하는 경향이 있는 산소 및 기타 가스를 산화 가스(전자 수용 가스)라고 합니다.
수소, 탄소 산화물, 알코올과 같이 양이온 흡착 경향이 있는 가스를 환원 가스(전자 공급 가스)라고 합니다.
N(P)형 반도체에 산화(환원) 가스가 흡착되면 반도체의 전하 캐리어가 감소(증가)하고 저항률이 증가(감소)합니다. P(N)형 반도체에 흡착되면 반도체의 전하 캐리어가 증가(감소)하고 저항률이 감소(증가)합니다. (반도체의 산화와 환원은 완전히 반대라고 볼 수 있습니다.) 따라서 이러한 특성은 해당 가스를 효과적으로 감지할 수 있습니다.
반도체 가스 센서는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 알코올, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화탄소, 에틸렌, 아세틸렌, 염화 비닐, 스티렌, 아크릴산 등과 같은 다양한 가스를 감지하는 데 효과적으로 사용될 수 있습니다. 센서는 저렴하며 산업 및 민간 요구를 모두 충족할 수 있습니다.
단점: 안정성이 낮고 환경에 심각한 영향을 미치며 정확한 측정 요구 사항이 있는 위치에서 사용하기에 부적합합니다.
