Sensores de gas semiconductores.

Sensores de gas semiconductores

Los sensores de gas fabricados con materiales semiconductores también son igualmente populares — sensores de gas semiconductores. El funcionamiento de este tipo de sensores es similar al principio de funcionamiento de los catalíticos: se basa en las propiedades de absorción de gas por la superficie de un óxido calentado. Se trata de una fina película de óxido metálico sobre una oblea de silicio que se coloca mediante los mismos procesos que se utilizan para fabricar chips de computadora. La absorción de un gas simple por la superficie del gas óxido de la muestra, seguida de la oxidación catalítica, conduce a un cambio en la resistencia eléctrica del material de óxido y puede correlacionarse con la concentración de gas de la muestra. Los sensores de gas semiconductores se calientan en la superficie a una temperatura constante superior a 200 — 250°C para acelerar la velocidad de reacción y reducir los impactos causados por los cambios en la temperatura ambiente. Los sensores de gas semiconductores se caracterizan por su simplicidad y un grado suficiente de fiabilidad, y pueden tener un alto grado de sensibilidad. Se utilizan ampliamente en la producción de detectores de gas domésticos económicos. Sin embargo, en la industria son bastante poco fiables, ya que no son lo suficientemente precisos para determinar los gases individuales y también se ven afectados por los cambios en la temperatura y la humedad atmosférica; Es posible que sea necesario revisarlos con un poco más de frecuencia que otros tipos de sensores porque se sabe que pierden sensibilidad si no se monitorean regularmente. También tardan en responder y recuperarse de la exposición a una liberación de gas.

Sensores de gas catalítico

El dispositivo más utilizado en la actualidad: — sensor de gas catalítico— es esencialmente un desarrollo moderno de una lámpara antideflagrante anterior, ya que se basa en el principio de la combustión del gas y su transformación en dióxido de carbono y agua. Los sensores de gases catalíticos para detectar gases inflamables son del tipo electrocatalítico. Consisten en un elemento sensor en miniatura, a veces también llamado perla, «pellistor» o «sigistor». Las dos últimas son marcas registradas de dispositivos en serie. Están hechos de una bobina de alambre de platino calentada eléctricamente, que primero se recubre con un sustrato cerámico, como óxido de aluminio, y luego se cubre con un revestimiento exterior de catalizador de paladio o rodio rociado sobre un sustrato de óxido de torio. Principio de funcionamiento del sensor de gasEste tipo es que cuando una mezcla inflamable de gas y aire pasa sobre la superficie del catalizador, se produce la combustión y el calor generado aumenta la temperatura de la bola. Esto, a su vez, provoca un cambio en la resistencia de la bobina de platino, que se puede medir utilizando la bobina como sensor de temperatura en un circuito puente estándar. El cambio en la resistencia depende directamente de la concentración de gas en el medio ambiente y se puede mostrar en un instrumento de medición o indicador. Para garantizar la estabilidad de la temperatura en condiciones ambientales cambiantes, los sensores de gas catalítico utilizan perlas térmicamente adaptadas. Están ubicados en lados opuestos del circuito eléctrico con un puente para medir la resistencia, donde los sensores «sensibles» El sensor responde a cualquier gas inflamable presente, a diferencia de un sensor pasivo o insensible equilibrado. El funcionamiento pasivo se consigue recubriendo la bola con una fina capa de vidrio o desactivando el catalizador. Por tanto, sólo actúa como compensador de posibles cambios externos de temperatura o humedad. Es mejor instalar el sensor de gas catalítico en una carcasa metálica duradera detrás del parallamas; este principio cumple con los requisitos de seguridad de diseño requeridos. Esto permite que la mezcla de gas y aire penetre en la carcasa y en el elemento sensor altamente activo, pero evita la propagación de la llama al entorno circundante. El apagallamas reduce ligeramente el tiempo de respuesta del sensor, pero en la mayoría de los casos la salida eléctrica mostrará una lectura a los pocos segundos de la detección de gas. Debido a que la curva de respuesta se aplana significativamente a medida que se acerca a la lectura final, el tiempo de respuesta a menudo se define como el tiempo necesario para alcanzar el 90 % de su lectura final y, por lo tanto, se conoce como valor T90. El valor T90 para sensores catalíticos suele ser de 20 — 30 segundos.

Detectores de gas por infrarrojos

Las bandas de absorción de muchos gases inflamables se encuentran en la región infrarroja del espectro electromagnético de la luz, y el principio de absorción infrarroja se ha utilizado como herramienta analítica de laboratorio durante muchos años. Detector de gas por infrarrojosse refiere a un tipo de equipo compacto y de baja potencia utilizado para detectores de gases industriales. Estos sensores tienen varias ventajas sobre los de tipo catalítico. Se caracterizan por una velocidad de respuesta muy alta — menos de 10 segundos, bajos costos operativos y control simplificado gracias a la función de autodiagnóstico de los modernos equipos controlados por microprocesador. También pueden ser insensibles a cualquier veneno conocido, a prueba de fallas y funcionarán exitosamente en atmósferas inertes y en una amplia gama de temperaturas, presiones y humedad ambientales. El principio de funcionamiento de este tipo de sensores de gasse basa en la absorción de dos longitudes de onda en el rango infrarrojo, cuando la luz pasa a través de una mezcla de una muestra con dos longitudes de onda, una de las cuales está configurada para la absorción. pico del gas que se detecta y el otro no. Las dos fuentes de luz pulsan alternativamente entre sí, dirigiendo la luz a lo largo de un camino óptico convencional para salir a través de una «ventana» a prueba de explosiones. y luego pasó a través del gas de muestra. Los haces de rayos son luego reflejados por un retrorreflector y nuevamente regresan a través de la muestra al dispositivo. El detector compara la intensidad de la señal de los haces de muestra y de referencia y, por resta, determina la concentración de gas.