開講了 | Part8:氣體傳感器溫故總結

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總結

氣體傳感器溫故總結

開講瞭 | Part8:氣體傳感器溫故總結

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氣體傳感器溫故總結

PID、紅外氣體傳感器、化學類氣體傳感器:

PID傳感過程——

物理方法即紫外線照射氣體,化學變化即紫外線把氣體分子如甲苯打開變成碳-氫離子,電荷在電場作用下移動形成離子電流,測電流即可,之後離子復合還原。

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紅外氣體傳感器——

紅外線照射氣體,被氣體吸收紅外能量,紅外光強變小,測紅外光的變化可。其中,氣體吸收紅外後,只是氣體分子振動,轉動幅度變化了,就象拍藍球,加力使球彈得更高,但球還是那個球。

化學類氣體傳感器——

電化學CO為例: CO和水中的氧在傳感器電極上發生化學反應,CO變成了二氧化碳,過程中有電子從CO中之C上流出到達對電極,由對電極上的氧氣獲得,對由此產生的電流或電壓進行測量即可測到CO,此時CO變成了二氧化碳。

開講瞭 | Part8:氣體傳感器溫故總結

從傳感器到儀表:傳感器是基礎的核心部件,傳感器的基礎是功能材料及相關材料。

傳感器的進化有兩個路經牽引,其一是儀表牽引,即設計一款儀表時尋找匹配的傳感器,如果沒有現成的,如果這個需求有國防安全、民生價值,人們就會配置資源開發。這條路徑在所有國家的科技規劃中體現的最清楚。如美國國防部門需要可穿戴單兵防化儀表,會催生柔性傳感器及柔性電子系統包括供電系統的開發。

另一條路徑是傳感器推動儀表,基礎科學進展的會催生新材料的誕生,如石墨烯,無論你用或不用,它都已經存在。研究傳感器的用了石墨烯,如果可行則會革了已有傳感器行業的命。做儀表的用了石墨烯傳感器,加上柔性電子、供電系統,如果可行,則有可能革了現有儀表行業的命。儀器的發展既需沿著自由的邏輯演化,也要密切關注傳感器的進化邏輯,傳感器則要關注基礎材料的進化。

從磅秤到電子秤看檢測儀表:磅秤到電子秤的演變從應用上客戶會感到更輕便、簡潔、讀數直觀、信息遠傳方便、最後會演變為多信息融合、儲存、處理、傳輸互通、自適應的智能終端。從技術角度看這是典型的從機械技術到電子技術的躍遷。電子技術本身的發展邊界已經很清晰,體積更小、功能更強大、智能化,如應用於環境複雜的化工園區的便攜式氣體檢測儀表,人們希望一台儀器能測到所有存在的氣體信息,努力縮小產品體積會為容納更多種類的傳感器騰出空間,使得儀表有智慧能力。

現實中的應用場景至少會推動便攜儀表演進,目前人們發現異常會親臨現場處置,關閉危險源、清理、收集等,人必定會處於危險之中,因此用於氣體檢測的智能機器人將會非常有意義。固定點的儀表同樣會演變成智慧終端,智慧最終的目的不僅在判斷更在處置與閥連動的家報產品,報警器是大腦閥是手,泄露了,大腦指揮手關閥。只是目前的家報智慧水平不高,因此儀表本身的演進路徑看,其未來必定是智慧的集判斷處置於一體的廉價設備,這也是未來工業形態智能化的核心之一。

從物質分析儀器看氣體檢測儀表:人們為了探明、控制生產過程、工作生活中接觸到的與人們健康、安全、生產、研究目的密切相關的物質組分、含量信息,開發了大量的分析儀器,從分子級到原子級,從氣、固、液三態到等離子體,氣體成份濃度分析只是物質分析中的一個分支。

在介紹PID時提到PID燈要抽真空和填充高純氣體,這兩個因素是PID性能的決定性因素(當然還有其他因素),絕對的真空即除了射線沒有物質存在,控制真空就需要探測,填充的氣體需要對純度進行探測等。

常見的分子級分析儀器:紅外氣體分析儀、拉曼光譜分析、色譜、分光光度吸收計。原子級的分析儀,原子吸收光譜如紫外吸收、質譜儀等,這些分析儀是典型的高、大、上基礎核心裝備,具有精確、可靠、昂貴等特點。實際上在很多領域我們對物質檢測要求不需要很精確,但需要及時、便捷、低價、在線等,我們將複雜的氣體分析儀器簡化後就演變成了例如漢威公司便攜、探測器、家報等產品。

紅外原理的各種氣體分析儀可以直接的演化為公司現有的產品。PID可以看成是色譜檢測部分或質譜儀的簡版。電化學、催化、半導體對應的儀表則是色譜儀檢測部分的簡化版。

儀器儀表是人們用來讀取信息的,在未來由萬億傳感器構成的智慧系統,由無數大小各異的智慧系統構成的工作和生活場景中,比如一台全智慧的無人駕駛汽車,儀器儀表還會是傳統的儀器儀表嗎?傳統的儀器儀表又會以什麼樣的形態、在什麼樣的領域延續她的生命?這些問題待我們後續進行討論。

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往期文章導讀:

煒盛開講了 | Part1匯總:氣體傳感器基礎知識匯總

煒盛開講了 | Part2分解:氣體傳感器系列之半導體氣體傳感器知識詳解

煒盛開講了 | Part3分解:氣體傳感器系列之紅外氣體傳感器知識詳解

煒盛開講了 | Part4分解:氣體傳感器系列之催化燃燒式氣體傳感器知識詳解

煒盛開講了 | Part5分解:氣體傳感器系列之電化學氣體傳感器知識詳解

煒盛開講了 | Part6分解:氣體傳感器系列之PID光離子傳感器知識詳解

煒盛開講了 | Part7:氣體傳感器劃分多門類的原因分析

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