ガスセンサーの紹介：建設、種類、および作業

ガスセンサーは、多数の環境にわたるさまざまなガスの監視と検出において、最新のテクノロジーに最適なデバイスです。物理的または化学的反応を通じてガスレベルを電気信号に変換する能力は、産業の安全から家庭の安全性に至るまでの用途にとって価値があります。

この記事では、さまざまな種類のガスセンサーについて説明し、作業原則、利点、制限を調査します。これらのセンサー、特に広く使用されている金属酸化物ガスセンサーのコンポーネントと機能を調べると、安全性を確保し、大気質を維持し、さまざまな産業プロセスをサポートする上での重要性を評価できます。これらのセンサーの実用的な使用、キャリブレーション、およびメンテナンスを理解することで、その信頼性と精度が向上し、専門的および国内の両方の設定でトップツールになります。

カタログ

図1：ガスセンサー

ガスセンサーとは何ですか？

ガスセンサー 環境内のガスの存在または濃度を検出するように設計されたデバイスです。内部材料の抵抗の変化を測定することで動作し、電圧の差が生成されます。この電圧の違いは、存在するガスの種類と量を特定して推定するのに役立ちます。センサーが検出できる特定のガスは、製造された材料に依存します。

ガスセンサーは、物理的または化学反応を通じてガスレベルを電気信号に変換します。これらの信号は、読みやすいデータを提供するために処理されます。それらは、天然ガスの漏れと同様に、有毒および有害なガスを検出するのに特に役立ちます。ガスセンサーは、可燃性、可燃性、有毒ガス、さらには酸素レベルさえ測定し、安全性と大気質の監視に適しています。

ガスセンサー性能の標準

ガスセンサーを選択するときは、ガス検出アプリケーションの有効性と精度を確保するために、いくつかの重要な測定仕様を慎重に評価する必要があります。これらの仕様は、特に安全が最優先事項であり、プロセス制御システムでのセンサーのパフォーマンスの基準です。

応答時間

応答時間は、センサーとのガスの最初の接触とセンサーの後続の信号処理との間隔です。このパラメーターは、危険な事件を防止したり、プロセスの整合性を維持したりするために即時のガス検出を必要とします。迅速な検出が化学プラントや潜在的なガス漏れを伴う限られたスペースなどのリスクを迅速に検出できる環境では、より短い応答時間が推奨されます。実際の操作では、応答時間が10秒未満のガスセンサーは、突然の漏れを検出するのに最適です。これにより、避難やシステムのシャットダウンなどの迅速な応答アクションが可能になります。

図2：ガスセンサーの応答と回復時間

検出距離

検出距離は、センサーがソースまたは漏れからガスを効果的に検出できる最大範囲です。この仕様では、包括的な監視を確保するためにセンサーを配置する場所を決定します。大規模な産業セットアップでは、センサーは施設全体をカバーするために戦略的に配置され、危険なレベルにエスカレートする前に軽度のガス排出量を検出することを保証する必要があります。たとえば、検出距離が1〜2メートルのセンサーは、潜在的な漏れポイントの近くに配置されることがよくありますが、より大きな範囲（最大10メートル）のセンサーは、中央の場所からより広いエリアを監視できます。

流量

図3：ガスフローセンサーの概略図

流量は、検出可能な信号を生成するためにセンサーを横切る必要がある空気またはガスの量を表します。ガス濃度の正確な測定値を保証するには、このレートを適切に設定する必要があります。不十分な流量は、検出の遅延または誤検知につながり、安全性と運用効率を損なう可能性があります。オペレーターは、換気システムを調整するか、補助ファンを使用してセンサー全体の最適な流量を維持することができます。センサー全体で1分あたり0.5〜2リットルの流量を確保することで、さまざまな気流条件の環境で検出精度を大幅に向上させることができます。

センサー出力パラメーター

ガスセンサーは、さまざまな監視ニーズを満たすために、さまざまな形式で検出されたガスを測定および報告します。

レルパーセント（爆発的な制限が低い）

空気と混合して点火すると炎を維持できる可燃性ガスの最小濃度を測定します。爆発性ガスを備えた環境での安全に必要です。0％LELの読み取り値はガスが存在しないことを示しますが、100％LELはガス濃度が可燃性の制限に達し、重大な爆発リスクをもたらしたことを意味します。オペレーターはLELを監視して、ガスレベルが危険なしきい値を下回るようにします。事故を防ぐための高い測定値に対する定期的なチェックと即時の措置。

パーセントボリューム

溶質の体積をすべてのコンポーネントの総体積で割って、100％を掛けます。ガス検出ではあまり一般的ではありませんが、ガス液体相互作用を含むアプリケーションに役立ちます。液体混合物中のガス濃度の正確な測定は、品質制御とプロセスの最適化に役立ちます。

100万分の1（ppm）

PPMでのガス濃度を測定し、非常に低いガスレベルの正確な監視を可能にします。環境監視と品質管理で微量ガスを検出するために必要です。継続的な監視により、安全および環境規制の順守が保証されます。潜在的な問題を早期に特定するために、小さな変動が追跡されます。

漏れ測定（ml/min）

システムからガスが逃げる速度を示します。漏れを特定して定量化するのに役立ちます。この情報を使用することにより、オペレーターはシステムの完全性を確保し、大きな損失を回避し、メンテナンスと修理を時間通りに実行できます。

消費測定（ml/l/hr。）

プロセスでガスが消費される速度を反映します。たとえば、産業プロセスや生物学的研究での使用に最適です。ガス消費率に目を向けることにより、非効率性を特定し、プロセスを最適化することが可能です。

密度測定（mg/m³）

特定のボリュームのガスの物理的特性に関する洞察を提供します。汚染防止と大気質評価に役立ちます。環境基準の遵守と、効果的な汚染防止戦略の設計における支援を保証します。

署名またはスペクトル測定

しばしばクロマトグラムとして表示されるガスのスペクトル署名を提供します。ガスクロマトグラフィーなどの高度な分析技術で使用されます。ガス組成と濃度の詳細な分析は、汚染物質を特定し、製品の純度を確保するのに役立ちます。

これらの信号は、自動制御システムを支援し、ガス濃度に関するリアルタイムデータを提供するために処理されます。

一般 ガスセンサーからの出力信号	関数
アナログ電圧	連続電気信号 変数情報を表します
パルス信号	タイミングに使用されるエネルギーの短いバースト と同期
アナログ電流	大きさは異なる電流 情報を伝える
スイッチまたはリレー出力	回路を開閉するメカニズム 電気の流れを制御します

チャート 1：ガスセンサー出力信号と機能

作業原則に基づくガスセンサーの種類

ガスセンサーは、その動作原則によって分類されます。各タイプには、明確な特性、利点、および欠点があるため、さまざまなアプリケーションや環境に適しています。

半導体 /金属酸化物ベースのガスセンサー

図4：概略的半導体 /金属酸化物ベースのガスセンサー部品

図5：実際の半導体ガスセンサー

これらのセンサーは、ガスと接触するときに半導体の抵抗の変動を追跡することにより、ガスを識別します。一般的に、それらは、電極と加熱要素を備えた基質に配置された二酸化スズ（SNO2）のような金属酸化物センシング成分を組み込んでいます。金属酸化物層の多孔質性は、ガス相互作用に利用可能な表面積を増加させます。ガスがこの層に吸着されると、センサーの電気伝導率に変化が発生し、抵抗が変更されます。これらのセンサーは、多様なガスの配列に特に敏感であり、製造に費用対効果が高いです。それにもかかわらず、彼らは日常的なキャリブレーションを必要とし、その性能は温度と湿度の影響を受けます。

利点：

•単純な構造

• 低コスト

•高い検出感度

•速い反応速度

短所：

•小さな測定範囲

•他のガスと温度の影響を受けます

電気化学ガスセンサー

図6：概略的な電気化学センサー部品

図7：有毒および可燃性ガス検出のための電気化学センサーの例

電気化学センサーは、電極で標的ガスを酸化または削減し、このプロセスが生成する電流を記録することにより、ガスの濃度を定量化します。これらのデバイスは、電解質に水没した作業、カウンター、および参照電極を備えており、すべてガス透過性膜を含む小さな住宅に含まれています。ガスはこの膜を通過し、作業電極での酸化還元反応に関与し、ガス濃度に直接比例する電流を生成します。例外的な特異性と精度で知られているこれらのセンサーは、他のガスの存在によって妥協することができ、活性材料が徐々に枯渇するため、有限の運用寿命がある傾向があります。

利点：

•応答時間の速い

•良好な線形出力

•高精度

短所：

•酸素が豊富な環境が必要です

•液体電解質を消費します

•温度、湿度、圧力の変化に敏感です

非分散性赤外線（NDIR）ガスセンサー

図8：回路図NDIRセンサー部品

図9：実際のNDIRセンサー

NDIRセンサーは赤外線を利用します 赤外線を介したガス濃度を決定するためのソースと検出器 吸収。彼らは赤外線光源、ガスのためのチャンバーを装備しています サンプル、波長フィルター、および赤外線検出器。ガスが吸収されると 赤外線の特定の波長、センサーの検出器は ガス濃度を評価するためのこの吸収の範囲。これらのセンサーは誇っています 高精度と寿命、およびセンサー中毒の影響を受けにくい。 しかし、それらはコストがかかる傾向があり、吸収するガスの検出に限定されています 赤外線。

利点：

•CO2のようなガスを測定します

•酸素は必要ありません

•高い測定濃度能力

•良好な安定性と低メンテナンスコスト

短所：

•高出力消費

• 高い

•複雑な構造とソフトウェア/ハードウェアの要件

触媒ガスセンサー

図10：概略触媒センサー部品

図11：触媒センサーの例

触媒センサーは可燃性ガスを識別します ガス酸化中に耐性を変える触媒ビーズを介して。これら センサーは、参照とともに触媒コーティングされたセンシングビーズを組み込みます エレメント、保護内のホイートストーンブリッジ構成で配置されています ケーシング。触媒表面上の可燃性ガスの酸化が生成されます 熱、回路によって検出された抵抗の変化につながります。で効果的です 低濃度のガスを急速に検出すると、これらのセンサーは 酸素の存在と特定の化学物質によって損なわれる可能性があります。

利点：

•過酷な気候と有毒ガスに対する強い抵抗

•長いサービスライフ

•メンテナンスコストが低い

短所：

•暗い環境での爆発または火災のリスク

•硫化物およびハロゲン化合物による中毒の影響を受けやすい

•低酸素環境での大きなエラー

光イオン化検出器（PID）

図12：概略的なPID部品

図13：PID例

光イオン化検出器（PID）を利用します ガスをイオン化し、生成された電流を測定するための紫外線 これらのイオンによって、ガス濃度を評価します。システムはUVランプで構成されています イオン化チャンバー、および電極。ガス分子のイオン化はトリガーします 電極を横切る電流は、 揮発性有機化合物（VOC）の濃度。PIDSは高い感度を提供します VOCと迅速な検出機能には、高価でパフォーマンスがありますが 湿度や温度などの環境変数の影響を受ける可能性があります。

利点：

•高感度

•中毒の問題はありません

•400種類以上の揮発性有機ガスを検出できます

短所：

•ランプ交換の高コスト

•空気、有毒ガス、または天然ガスを測定することはできません

熱伝導性ガスセンサー

図14：概略的な熱伝導性センサー部品

図15：熱伝導性センサーの例

熱伝導性センサーが評価します 異なるガスによる熱伝導率の変動。これらのセンサー 通常、サーミスタやサーマルなどの2つの熱要素が組み込まれています ブリッジ回路構成に配置された導体。1つの要素が公開されます ターゲットガスに対して、他の参照ガスとのインターフェイス。の変更 ガス組成はセンサーの周りの熱伝導率を変化させ、衝撃を与えます その温度と抵抗。この変更は、回路によって定量化されます。 これらのデバイスは簡単で堅牢で、多くのガスを検出できます。 彼らは感度が低く、周囲の変化を受けやすいものの 温度。

利点：

•ワイド検出範囲

•良好な作業安定性

•長いサービスライフ

•触媒の老化の問題はありません

短所：

•検出精度が低い

•感度が低い

•温度ドリフトの影響を受けやすい

ガスクロマトグラフアナライザー

図16：概略用ガスクロマトグラフアナライザー部品

図17：ガスクロマトグラフアナライザー実際

ガスクロマトグラフィーアナライザーは区別します 多様な検出器を使用して、ガス混合物の成分を定量化します。彼らは インジェクター、クロマトグラフィーカラム、キャリアガスシステム、および 検出器、すべてが制御された設定内に収容されています。ガスサンプルが導入されています インジェクターを介して列のインジェクターを介して、どのようにして分離されています 彼らはコラムの素材と対話します。その後、分離されたコンポーネントは次のとおりです 検出器によって検出および測定されます。これらのアナライザーは、高精度と 複雑な混合物を分析できますが、費用がかかり、専門家の取り扱いを需要があります。 他のガスセンサーと比較して、より面倒です。

利点：

•高感度

•マイクロおよびトレース分析に適しています

•複雑な多相分離ガスを分析できます

短所：

•継続的なサンプリングと分析を実現できません

•産業用畑のガス監視よりも実験室分析に適しています

静電容量ベースのガスセンサー

図18：概略容量ベースのセンサー部品

図19：キャパシタンスベースのセンサー実際

静電容量センサーのシフトを識別します 吸収されたガスの誘電率の変化による静電容量 センサーの表面に。これらのセンサーは、そのコンデンサで構成されています 通常設計されたターゲットガスに反応する誘電体材料が含まれています MEMSプラットフォームで、コンパクトさを強化します。ガス分子の吸収 誘電率を変更し、容量の変化をもたらします。 その後、定量化されました。これらのセンサーは非常に敏感で理想的です 水分を検出すると、それらはような環境の影響を受けやすいです 温度。

利点：

•高感度

•リアルタイム監視に適した高速応答時間

•低消費電力

短所：

•長期的な安定性の問題

•他のガスに対する交差感度

•限られた検出範囲

音響ベースのガスセンサー

図20：概略音響ベースのガスセンサー部品

図21：実際の音響ベースのガスセンサー

音響センサーは、に基づいて動作します ガス組成の変化が内部の音速に影響するという概念 混合。サウンドウェーブトランスミッターとレシーバーが装備されています。 チャンバー内またはガス混合物が相互作用できる経路に沿って 音波。この相互作用による音響特性の変動 記録されて分析されます。これらのセンサーは、非侵襲的監視と 変化の迅速な検出ですが、彼らは正確に課題に直面するかもしれません 多くの場合、定期的なキャリブレーションが必要です。

利点：

•神経と水ぶくれのエージェントを検出します

•バッテリーレス、ワイヤレスアプリケーションに適しています

•過酷で回転する部品で使用できます

短所：

•サイズが小さいため、製造中に処理が困難です

熱量ガスセンサー

形 22：（a）デバイス構造と作業原理の概略図、および（b）カロリメトリックTGSデバイスの写真。（c） Calorimetric-TGSデバイスの測定システムの概略図と写真。

熱量センサーは熱の変動を検出します 標的ガスと特定の間の化学反応に起因する 試薬。これらのデバイスには、 ガスと反応すると熱を発生させる触媒または試薬。これ 温度の増加または減少は、統合されたものによって測定されます 温度センサー。これらのセンサーは特に効果的です 特定のガスを検出すると、反応時間が遅くなり、 他のセンサータイプよりも感度。

利点：

•リアルタイム監視のための高速応答時間

•シンプルなデザイン

•長期的な安定性と信頼性

•低消費電力

短所：

•触媒の寿命は限られており、劣化できます

•非常に低いガス濃度の応答時間が遅い

磁気ガスセンサー

形 23：ガスセンシングデバイスの製造に使用される磁気効果。（a） ホール効果、（b）カー効果。（c）強磁性共鳴（FMR）効果。 （d）マグネトープラズモニック効果。（e）磁気モーメントまたはスピン効果。（f） 磁性スピン波（MSW）効果。

図24：実際の磁気センサー

磁気センサーは磁気を利用します 酸素などの特定のガスの特性を決定する 集中。これらのデバイスは、それらを変更する磁気材料を備えています 特定のガスにさらされた場合の磁気特性。これらの変更が検出されます ユニット内に統合された磁場センサーによって。の変更 標的ガスの存在によって引き起こされる磁気特性が測定され、 分析。磁気センサーは高い安定性を提供し、大部分は不浸透性です 他のガスからの干渉。ただし、常磁性ガスのみを検出できます そして、より洗練され、高価になる傾向があります。

利点：

•非侵襲的操作

•迅速な検出とリアルタイム監視

•一部のタイプでは、外部電力を必要としません

短所：

•複雑で高価

•頻繁なキャリブレーションが必要です

•特定の磁気特性を持つガスのみを測定できます

•外部磁場と温度変化には不可能です

金属酸化物ガスセンサーのコンポーネント

図25：金属酸化物ガスセンサーの概略コンポーネント

ガスセンシング層：ガスセンシング層はセンサーのコアであり、ガス濃度の変化を検出します。それは化学者として機能し、特定のガスにさらされると抵抗を変化させます。通常、過剰な電子（ドナー元素）を持つ二酸化スズ（sno₂）で作られているため、毒性ガスの存在下で耐性が崩れます。この抵抗の変化は、正確なガス検出のために、ガス濃度と相関し、ガス検知層を作る電流の流れに影響します。

ヒーターコイル：ヒーターコイルは、高温に保つことにより、ガスセンシング層の感度と効率を高めます。高い融点で知られているニッケルクロミウムで作られており、一定の熱の下で安定したままです。この加熱はガスセンシング層を活性化し、ガスに対してよりよく応答できるようにします。ヒーターコイルは、熱エネルギーを一貫して提供することにより、最適なセンサー性能を保証します。

電極線：電極線は、ガスセンシング層から小さな電流を効率的に伝達します。プラチナで構成され、その導電率が高く評価されているため、正確な電流伝送と測定が保証されます。この効率的な電子の動きは、センサーのガス検出の精度に適しています。

電極：電極は、ガスセンシング層の出力を電極線に接続します。優れた導体である金（au - aurum）で作られているため、最小限の抵抗と効率的な電流透過を保証します。この接続は、正確なガス濃度測定に重要であり、センシング要素から出力端子へのシームレスな電気信号伝達を可能にします。

管状セラミック：通常は酸化アルミニウム（al₂o₃）で作られた管状セラミックは、ヒーターコイルとガスセンシング層の間にあります。その高い融点は、センシング層のバーンインプロセスをサポートし、高い感度と効率的な出力電流を維持します。管状セラミックは、構造の安定性と熱断熱性を提供し、センサーの内部部品を保護し、耐久性と性能を高めます。

センシング要素を介してメッシュ：金属メッシュは、検知要素を覆い、ダストおよび腐食性粒子から敏感な成分を保護します。このメッシュは、センサーを外部汚染物質から保護し、ガスセンシング層の完全性と寿命を維持します。有害な粒子をフィルタリングすることにより、メッシュはセンサーが長期にわたって正確かつ確実に動作するようにします。

ガスセンサーはどのように機能しますか？

基本技術

ガスセンサーは、通常は二酸化スズ（SNO2）から作られた化学者ゆえを使用します。SNO2は、電気を伝導するのに適した多くの遊離電子を備えたN型半導体です。

きれいな空気の機能

きれいな空気では、大気からの酸素分子がSNO2表面に付着します。これらの酸素分子は、SNO2から遊離電子を捕獲し、電流を止める障壁を作り出します。したがって、センサーの出力はゼロまたはベースラインにあります。

毒性または可燃性のガスに対する反応

毒性または可燃性のガスにさらされると、これらのガスはSNO2表面の酸素と反応し、トラップされた電子を放出します。自由電子のこの増加は、SNO2の導電率を上昇させます。この導電率の変化のレベルは、ガスの濃度と一致します。

ガスセンサーの使用方法は？

図26：ガスセンサーモジュールと4つの端子

基本的なガスセンサーには6つの端子があります。4つの入力/出力（a、a、b、b、b、b、b、b、b、h、h、h、h、h、h）の4つ。入力/出力端子は同じ意味で使用できます。ガスセンサーは、多くの場合、センサー自体とコンパレータICを含むモジュールとして提供されます。これらのモジュールには、通常、VCC（電源）、GND（グラウンド）、デジタル出力（ガスの存在を示す信号）、アナログ出力（ガス濃度を示す連続電圧）の4つの端子があります。

センサー出力の増加

ガスセンサーのみが小さな出力（ミリボルト）を生成するため、この出力をデジタル信号に変換するには外部回路が必要です。この変換は、コンパレータ（一般的にLM393）、調整可能なポテンショメータ、および追加の抵抗器とコンデンサを使用します。LM393コンパレータは、センサーの出力を取り、基準電圧と比較し、デジタル出力を提供します。ポテンショメータは、高出力をトリガーするガス濃度レベルを設定します。

ガスセンサーモジュールの基本回路図

図27：ガスセンサーモジュールのガスセンサーの基本回路図

ガスセンサー回路には、入出力端子（AおよびB）およびヒーター端子（H）が含まれます。ヒーターコイルは、センサーを作動させるのに十分な電圧を受け取る必要があります。この入力電圧がなければ、出力電流は無視できます。電源を入れると、センシング層はガスを検出できます。

ガスはありません：

センシング層の抵抗は変更されておらず、出力電流を最小限に抑えます。

存在するガス：

予熱されたコイルは、材料の抵抗を変更し、負荷抵抗（RL）での電流の流れを変更することにより、検出を容易にします。

通常10kΩ〜47kΩのRLの値は、ガス濃度に対する望ましい感度に基づいて較正されます。抵抗値の低下は感度を低下させますが、抵抗値が高いほど感度が向上します。この回路には、アナログ信号をデジタルの信号に変換するLM393 Op-ampも含まれています。オンボード10kポテンショメータを使用すると、センサーモジュールの感度を調整できます。2つのLEDは、視覚指標を提供します。1つはパワー用（ボードが搭載されていることを示しています）とトリガー用（設定しきい値に到達したことを示します）。デカップリングコンデンサはノイズを減らし、安定した正確なセンサーの測定値を確保します。

最も人気のあるガスセンサー

MQ-2、MQ-3、MQ-4、MQ-5、MQ-6、MQ-7、MQ-8、MQ-9、MQ-131、MQ-などのモデルを含む半導体ガスセンサーのMQシリーズ135、MQ-136、MQ-137、MQ-138、MQ-214、MQ-303A、MQ-306A、およびMQ-309Aは、さまざまなアプリケーションでの信頼性と正確性について十分に識別されます。これらのセンサーは、幅広い環境および産業の要件を満たしています。

図28：さまざまな種類のガスセンサーの表

MQ-2： 可燃性ガスと煙を検出します。

センサーを24時間予熱します。1000 ppmのメタンなど、既知の標的ガス濃度で較正します。出力電圧に基づいて負荷抵抗を調整します。

内部ヒーターが安定するにつれて、抵抗のゆっくりとした増加を観察します。不正確さを避けるために、測定値を取る前にセンサーが完全に温められていることを確認してください。

MQ-3： アルコール蒸気の検出、ブレッサリザーズでよく使用されます。

最初の使用前に少なくとも48時間センサーを温めます。空気中の0.4 mg/Lアルコールで較正します。特定のアプリケーションのニーズに合わせて、負荷抵抗器を調整します。

キャリブレーション中に感度のドリフトを監視し、安定性に基づいて間隔を調整します。周囲の温度と湿度が精度に影響するため、記録します。

MQ-4： メタンおよび天然ガス検出。

24時間予熱します。5000 ppmメタンの制御環境で較正します。それに応じて負荷抵抗器を調整します。

応答時間を厳密に監視します。応答が遅い場合は、環境のヒーターまたは温度の安定性に関する問題を示している場合があります。

MQ-5： LPG、天然ガス、および石炭ガス検出。

MQ-4に似ていますが、特定の濃度を使用して複数のガスについて校正します。

キャリブレーション中に安定した環境を維持します。温度の変動は、測定値に大きな変動を引き起こす可能性があります。

MQ-6： LPG、ブタン、イソブタン、プロパンを検出します。

MQ-5と同様に予熱して調整します。キャリブレーション中の危険なガス濃度を避けるために、適切な換気を確保してください。

高ガス濃度にさらされた後のセンサーの回復時間に注意してください。長期にわたる曝露はセンサーを飽和させる可能性があり、より長い回復期間が必要です。

MQ-7： 一酸化炭素検出。

48時間予熱します。100 ppmのCO環境で調整します。必要な感度に合わせて荷重抵抗器を調整します。

COセンサーは温度の変化に敏感であるため、変動する温度の下で動作を観察します。必要に応じて補償アルゴリズムを実装します。

MQ-8： 水素ガス検出。

24時間予熱します。1000 ppmの水素環境で調整します。最適なパフォーマンスのために負荷抵抗を調整します。

水素センサーは汚染に非常に敏感であるため、キャリブレーション環境に他のガスや汚染物質がないことを確認してください。

MQ-9： 一酸化炭素と可燃性ガスを検出します。

48時間予熱します。既知の濃度を使用して、COおよび可燃性ガスのために個別に較正します。各ガス検出の負荷抵抗を調整します。

一方のガスのキャリブレーションが他のガスに対する感受性を妨げないことを確認してください。デュアルガス検出機能に焦点を当てます。

MQ-131： オゾン検出。

24時間予熱します。0.1 ppmのオゾン環境で校正します。それに応じて負荷抵抗を調整します。

オゾンセンサーが高濃度にさらされて時間の経過とともに低下する可能性があるため、センサーの感度を定期的にチェックし、再調整します。

MQ-135： NH3、NOX、アルコール、ベンゼン、煙、およびCO2を検出する大気質センサー。

24時間予熱します。さまざまな制御されたガス環境を使用して、特定のガスごとに調整します。

各ガスタイプのキャリブレーション設定の詳細記録を維持します。定期的な再調整は、検出可能なガスの幅が広いため、精度を維持するのに適しています。

MQ-136からMQ-309A： 各センサーは特定のガスを標的とし、MQ-135と呼ばれるように同様のキャリブレーションを持っています。

24時間予熱し、さまざまな制御ガス環境を使用して、特定のガスごとに調整します。

各センサーの特定の感度と交差感度を理解します。定期的なメンテナンス、キャリブレーション、環境制御が最適なパフォーマンスのための鍵です。

ガスセンサーのアプリケーション

産業安全：産業環境では、ガスセンサーは一酸化炭素、メタン、硫化水素などの有毒ガスを監視しています。これらのセンサーは、化学プラント、製造ユニット、貯蔵施設など、漏れを起こしやすい地域に設置されています。彼らは継続的に動作し、リアルタイムデータを中央制御システムに送信します。ガスレベルが設定されたしきい値を超えると、システムは危険を防ぐためにアラームと自動シャットダウンをトリガーします。オペレーターは、これらのセンサーを定期的に調整し、フィールドチェックとゼロスパンキャリブレーションを実行して、精度を確保します。

家庭の安全：自宅では、ガスセンサーは天然ガスまたはプロパンの漏れを検出し、爆発や中毒を防ぎます。これらのセンサーは、多くの場合、スマートホームシステムの一部であり、スマートフォンを介して住宅所有者に警告したり、緊急サービスに連絡したりします。通常、キッチン、地下室、またはガス器具近くに設置されます。住宅所有者は、これらのデバイスを定期的にテストし、必要に応じてバッテリーを交換する必要があります。

石油およびガス産業：石油掘削装置では、ガスセンサーが揮発性有機化合物（VOC）およびその他の危険なガスを監視しています。これらのセンサーは、極端な温度や湿度など、厳しい沖合の状態に耐えるように構築されています。それらは、換気制御と緊急シャットダウンメカニズムを含むより大きな安全システムの一部です。毎日の検査により、センサーに汚染物質がなく、正しく機能していないことが確認され、ポータブルキャリブレーションデバイスを使用してオンサイトの調整が行われます。

ホスピタリティ業界：ホテルでは、ガスセンサーがタバコの煙を検出し、換気システムまたはアラームを引き起こすことにより、禁煙ポリシーを実施します。客室や共通エリアに慎重に設置されているこれらのセンサーは、ホテルの管理にすぐに違反に対処し、禁煙の環境を維持するのに役立ちます。定期的なメンテナンスチェックは、センサーをきれいにし、煙粒子に対する感受性を確認します。

オフィス環境：オフィスビルでは、ガスセンサーが屋内大気質を監視し、二酸化炭素、VOC、粒子状物質などの汚染物質に焦点を当てています。HVACシステムと統合されたこれらのセンサーは、空気の流れを調節して、健全なワークスペースを確保します。施設マネージャーはセンサーデータを分析して換気を最適化し、大気の質を維持しながらエネルギーコストを削減します。センサーのパフォーマンスを向上させるために、定期的なキャリブレーションとソフトウェアの更新が実行されます。

エアコンシステム：エアコン内のガスセンサーは、CO2レベルを管理し、屋内空気の質を向上させます。自動化されたシステムの一部は、リアルタイムのCO2濃度に基づいて換気速度を調整します。技術者は、定期的なメンテナンス中にセンサーの機能をチェックして、正確な測定値と最適な大気質を確保します。

火災検出システム：火災検出システムのガスセンサーは、煙と一酸化炭素のような有毒ガスを早期に識別します。彼らは警告を提供し、タイムリーな避難と火災管理措置を可能にします。火災安全担当者は、煙の状態をシミュレートすることにより、センサーの応答性と信頼性を確保することにより、これらのシステムを定期的にテストします。

鉱業作業：採掘では、ガスセンサーは、労働者の安全のために、メタンや一酸化炭素などの危険なガスを検出します。これらのセンサーは、ネットワーク化された安全システムの一部であり、継続的な監視と自動換気調整を提供します。鉱山労働者は、追加の安全対策としてポータブルガス検出器も運びます。センサーの使用と緊急対応手順に関する定期的なトレーニングにより、準備が保証されます。

ブレスアナライザー：呼吸分析器中のガスセンサーは、呼吸中のエタノールを検出することにより、血中アルコール含有量（BAC）を測定します。法執行機関と監視のために個人が使用するこれらのデバイスは、精度を維持するために既知のエタノール標準を備えたキャリブレーションを必要とします。ユーザーは、デバイスが正しい温度であることを確認し、汚染を回避して、信頼できる結果を確保するなど、厳格なプロトコルに従います。

結論

テクノロジーが進むにつれて、ガスセンサーはより強力で幅広くなり、産業の安全や家庭の安全保障など、多くの分野でパフォーマンスを向上させ、それらを必要としています。ガスセンサーがどのように機能し、それらを維持するかを理解することは、技術的重要性と、命の保護と周囲の質の向上に対する重要な貢献を強調しています。工場、家、または公共スペースであろうと、ガスセンサーはより安全で健康的な未来の鍵です。テクノロジーが進むにつれて、ガスセンサーはより進歩し、十分に開発されており、パフォーマンスを向上させ、産業安全や家庭の安全保障など、多くの分野で不可欠になります。

よくある質問[FAQ]

1。ガスセンサーとは何ですか？

ガスセンサーは、空気中のガスの存在と濃度を検出するデバイスです。化学情報をガスから、測定して分析できる電子信号に変換します。

2。ガスセンサーの目的は何ですか？

ガスセンサーの主な目的は、ガス漏れまたは危険なガスの存在を監視および検出することです。危険なガスレベルの早期警告を提供し、事故を防ぎ、安全規制の遵守を確保することにより、安全を確保するのに役立ちます。

3.ガスセンサーの利点は何ですか？

ガスセンサーは、空気中のガス濃度を検出および測定するデバイスであり、危険なガスの早期警告を提供することで安全を確保します。それらは正確で、正確な測定を提供し、早期の検出を通じてさまざまな環境の安全性を高めます。ガスセンサーは、継続的な監視のために自動システムに統合し、手動検査の必要性を削減し、人件費を削減できます。それらの汎用性により、幅広いガスを検出することができ、産業植物や環境監視から住宅の安全性や医療環境まで、多数のアプリケーションに適しています。例は、居住者に危険なレベルのCOガスを警告する家庭の一酸化炭素センサーです。

4.ガスセンサーはどこで使用されますか？

ガスセンサーは、産業の安全を確保するために、製造工場、製油所、化学プラントのガスの監視など、さまざまな産業や環境で広く使用されています。大気質の測定と環境保護のための汚染レベルの検出。住宅の安全のために、家庭で一酸化炭素と天然ガスの漏れを検出します。ヘルスケア環境での呼吸ガスの監視。環境基準の遵守を確保するために、車両のガス排出量を検出します。

5.ガスセンサーの例は何ですか？

ガスセンサーの一般的な例は、家庭で使用される一酸化炭素（CO）センサーです。このセンサーは、無色で無臭のCOガスを検出し、中毒を防ぐために危険なレベルが存在する場合にアラームを提供します。

6.ガスセンサーの仕組みは？

ガスセンサーは、センサーの検出材料と相互作用する標的ガスにさらされることで機能し、センサーの特性を変化させる化学反応を引き起こします。この変更は電子信号に変換され、その後、数値やアラームなどの読み取り可能な出力を提供するように処理および測定されます。たとえば、家の一酸化炭素センサーは、空気を継続的に監視します。COガスが検出された場合、センサーと反応して、COレベルが高すぎる場合にアラームをトリガーする電子信号を作成し、危険を警告します。