한 기사에서 - 가스 센서의 분류 및 작동 원리에 대해 

1.촉매 연소 센서

촉매 연소 센서는 현재 가장 일반적인 저가형 가연성 가스 센서입니다. 그 안에는 세라믹 베이스로 코팅된 나선형 백금 와이어로 만들어진 한 쌍의 작은 "볼"이 있습니다. 그 중 하나는 감지 요소인 민감한 "공"입니다. 표면은 존재하는 모든 가연성 가스와 반응하는 촉매층으로 덮여 있습니다. 다른 하나는 어떤 가스와도 반응하지 않고 외부 온도나 습도 변화에 대한 보상 요소로만 사용되는 불활성 "볼"입니다.

정상 작동 중에 백금 와이어 나선은 전류에 의해 450°C~500°C의 고온으로 가열됩니다. 가연성 가스와 접촉하면 감지소자 표면에서 촉매연소반응이 일어나 온도가 상승하고 이에 따라 백금선 내부의 저항도 증가합니다. 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 사용하면 감지소자의 저항 변화를 정확하게 측정할 수 있어 감지된 가스의 농도를 계산할 수 있습니다.

2. 반도체 가스 센서

반도체 가스 센서는 낮은 농도의 가연성 가스와 독성 가스를 감지하는 데 자주 사용됩니다. 가스 감지 요소는 실리콘 웨이퍼에 증착된 금속 산화막입니다. 검출된 가스가 금속산화물과 접촉하면 가스가 표면에 흡착되어 금속산화물 저항의 변화를 일으키며, 이러한 저항의 변화는 가스 농도의 변화와 연관됩니다. 일반적으로 반도체 센서의 표면은 응답 속도를 높이고 주변 온도 변화의 영향을 줄이기 위해 200°C ~ 250°C 범위의 일정한 온도로 가열됩니다.

3.적외선 가스 센서

적외선 가스 센서는 주로 가연성 가스와 이산화탄소를 감지하는 데 사용됩니다. 촉매 연소 센서와 비교하여 더 나은 안정성, 높은 정확도, 높은 소음 내성, 중독 없음, 가혹한 작동 조건에 적합하고 유지 관리가 적으며 수명이 길다는 장점이 있습니다. 일반적으로 가연성 가스 감지를 위한 고급 제품으로 간주됩니다. 가격적인 요인으로 인해 촉매 연소 센서만큼 널리 사용되지는 않습니다. 그러나 적외선 센서 생산 기술의 지속적인 발전과 개선으로 인해 가격 차이가 줄어들고 있습니다. 현재 추세는 촉매 연소 센서를 적외선 가스 센서로 점진적으로 교체하고 제품을 빠르게 현대화하는 것입니다. 일반적인 적외선 가스 센서는 포인트형과 개방형 광학 채널의 두 가지 유형으로 제공됩니다.

포인트 적외선 가스 센서는 적외선 소스, 광학 초점 렌즈, 가스 샘플링 셀 및 초전 센서로 구성됩니다. 적외선 소스에서 방출된 적외선이 가스 샘플링 셀을 통과할 때 특정 파장의 적외선이 셀의 감지 가스에 흡수됩니다. 흡수된 적외선의 강도와 기준 적외선의 강도를 비교함으로써 검출된 가스의 농도를 구할 수 있습니다.

개방형 광채널 적외선 가스 센서는 송신 및 수신 모듈로 구성되며 쌍으로 설치해야 합니다. 송신 모듈은 적외선 빔을 수신 모듈로 보냅니다. 감지된 가스가 있으면 광선에 포함된 특정 파장의 적외선이 가스에 흡수됩니다. 수신 모듈에서 흡수된 적외선의 강도와 기준 적외선의 강도를 비교하여 감지된 가스의 농도를 결정할 수 있습니다. 개방형 광학 경로 적외선 가스 검지기의 측정 단위는 LEL m이며, 이는 광학 경로의 총 가스 농도에 거리를 곱한 값입니다.

4.가스 광이온화 센서

광이온화 가스 센서는 극도로 낮은 수준(백만분의 1, 심지어 10억분의 1 농도)의 휘발성 유기 화합물 및 기타 독성 가스의 농도를 감지할 수 있습니다. 광이온화 가스 센서는 빛에 의한 가스 이온화 원리를 이용하여 가스를 감지합니다. 이 장치는 자외선 광원을 사용하여 유기물을 장치에서 감지되는 양이온과 음이온으로 분해합니다. 검출기는 이온화된 가스의 전하를 등록하고 이를 전류 신호로 변환합니다. 전류를 증폭 및 처리한 후 가스 농도 값이 백만분율 단위로 표시됩니다. 감지 후 이온은 원래의 가스나 증기로 다시 환원됩니다. 광이온화 센서는 비파괴 센서이므로 오랫동안 감지된 가스를 "연소"하거나 변경하지 않으므로 광이온화 센서로 감지한 후 가스를 수집하여 추가 측정을 할 수 있습니다.

5.전기화학 가스 센서

전기화학 가스 센서는 독성 및 유해 가스를 감지하는 데 없어서는 안될 위치를 차지합니다. 전기화학식 가스 센서는 전해질, 전극, 필터로 구성됩니다. 적절한 전압, 전해질, 전극 재료를 선택하면 감지된 가스가 전극 표면에서 화학적으로 반응하여 가스 농도에 비례하는 크기의 미세 전류를 생성합니다. 이 전류를 분석하고 처리함으로써 검출된 가스의 농도를 얻을 수 있습니다.