Dans un article - sur la classification et les principes de fonctionnement des capteurs de gaz 

1. Capteur de combustion catalytique

Le capteur de combustion catalytique est actuellement le capteur de gaz combustible à faible coût le plus courant. À l’intérieur se trouvent une paire de petites « boules » constituées d’une spirale de fil de platine recouverte d’une base en céramique. L'un d'eux est une « boule » sensible, qui est un élément de détection ; sa surface est recouverte d'une couche de catalyseur qui réagit avec tous les gaz inflammables présents. L’autre est une « boule » inerte qui ne réagit avec aucun gaz et sert uniquement d’élément de compensation pour les changements de température ou d’humidité extérieure.

En fonctionnement normal, l'hélice en fil de platine est chauffée par un courant électrique à une température élevée de 450°C à 500°C. Au contact d'un gaz inflammable, une réaction de combustion catalytique se produit à la surface de l'élément de détection, la température augmente et la résistance du fil de platine à l'intérieur augmente en conséquence. À l'aide d'un pont de Wheatstone, la variation de résistance de l'élément de détection peut être mesurée avec précision et ainsi la concentration du gaz détecté peut être calculée.

2. Capteur de gaz semi-conducteur

Un capteur de gaz à semi-conducteur est souvent utilisé pour détecter des gaz inflammables et toxiques en faibles concentrations. Son élément de détection de gaz est un film d'oxyde métallique déposé sur une plaquette de silicium. Lorsque le gaz détecté entre en contact avec un oxyde métallique, le gaz est adsorbé à sa surface, provoquant une modification de la résistance de l'oxyde métallique, et cette modification de la résistance est associée à une modification de la concentration du gaz. Généralement, la surface du capteur semi-conducteur est chauffée à une température constante comprise entre 200 °C et 250 °C pour augmenter le taux de réponse et réduire l'effet des changements de température ambiante.

3. Capteur de gaz infrarouge

Le capteur de gaz infrarouge est principalement utilisé pour détecter les gaz inflammables et le dioxyde de carbone. Par rapport au capteur de combustion catalytique, il présente les avantages d'une meilleure stabilité, d'une haute précision, d'une immunité élevée au bruit, d'aucun empoisonnement, adapté aux conditions de fonctionnement difficiles, d'un faible entretien et d'une longue durée de vie. Il est généralement considéré comme un produit haut de gamme pour la détection de gaz inflammables. En raison du facteur prix, son utilisation n'est pas aussi répandue que le capteur à combustion catalytique. Cependant, avec le progrès et l'amélioration continus des technologies de production de capteurs infrarouges, la différence de prix entre eux se rétrécit. La tendance actuelle est de remplacer progressivement les capteurs de combustion catalytique par des capteurs de gaz infrarouges et de moderniser rapidement les produits. Les capteurs de gaz infrarouges courants sont de deux types : à canal optique ponctuel et ouvert.

Le capteur de gaz infrarouge ponctuel se compose d'une source infrarouge, d'une lentille de focalisation optique, d'une cellule d'échantillonnage de gaz et d'un capteur pyroélectrique. Lorsque la lumière infrarouge émise par une source infrarouge traverse une cellule d'échantillonnage de gaz, les rayons infrarouges d'une certaine longueur d'onde sont absorbés par le gaz de détection présent dans la cellule. En comparant l'intensité de la lumière infrarouge absorbée avec l'intensité de la lumière infrarouge de référence, la concentration du gaz détecté peut être obtenue.

Le capteur de gaz infrarouge à canal optique ouvert se compose de modules d'émission et de réception et doit être installé par paires. Le module émetteur envoie un faisceau infrarouge au module récepteur. En présence du gaz détecté, les rayons infrarouges d'une certaine longueur d'onde dans le faisceau lumineux sont absorbés par le gaz. En comparant l'intensité de la lumière infrarouge absorbée au niveau du module de réception avec l'intensité de la lumière infrarouge de référence, la concentration du gaz détecté peut être déterminée. L'unité de mesure d'un détecteur de gaz infrarouge à chemin optique ouvert est la LIE m, qui correspond à la concentration totale de gaz dans le chemin optique multipliée par la distance.

4. Capteur de photoionisation de gaz

Le capteur de gaz à photoionisation est capable de détecter des concentrations de composés organiques volatils et d'autres gaz toxiques à des niveaux extrêmement faibles (concentrations en parties par million et même en parties par milliard). Le capteur de gaz à photoionisation utilise le principe de l'ionisation des gaz par la lumière pour détecter les gaz. Il utilise une source de lumière ultraviolette pour décomposer la matière organique en ions positifs et négatifs détectés par l'appareil. Le détecteur enregistre la charge du gaz ionisé et la convertit en un signal de courant. Après amplification et traitement du courant, la valeur de concentration de gaz en parties par million est affichée. Après détection, les ions sont réduits en gaz ou en vapeur d'origine. Le capteur de photoionisation est un capteur non destructif, il ne « brûle » pas et ne modifie pas le gaz détecté pendant une longue période, de sorte que le gaz après détection par le capteur de photoionisation peut être collecté pour des mesures ultérieures.

5. Capteur de gaz électrochimique

Le capteur de gaz électrochimique occupe une place indispensable dans la détection de gaz toxiques et nocifs. Un capteur de gaz électrochimique se compose d'un électrolyte, d'électrodes et d'un filtre. En sélectionnant la tension appropriée, l'électrolyte et les matériaux d'électrode, le gaz détecté réagit chimiquement à la surface de l'électrode et génère un microcourant dont l'ampleur est proportionnelle à la concentration du gaz. En analysant et en traitant ce courant, la concentration du gaz détecté peut être obtenue.