เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ใดที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ?? ซึ่งการเลือกใช้จะขึ้นอยู่กับก๊าซที่คุณต้องการวัด ความเข้มข้นที่คาดไว้ และปัจจัยอื่นๆ เช่น ก๊าซอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่อาจรบกวนการตรวจวัด และการป้องกันการระเบิด
ด้วยเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่หลากหลาย คุณสามารถตรวจสอบก๊าซที่ติดไฟ ก๊าซพิษ ออกซิเจน และไอระเหยได้ นอกจากการเลือกเซ็นเซอร์ เราควรเลือกชนิดของเครื่องวัดให้เหมาะสมกับงานด้วย เช่น เครื่องส่งสัญญาณแบบอยู่กับ ที่อุปกรณ์ตรวจจับก๊าซแบบพกพา
เทคโนโลยีเซ็นเซอร์วัดก๊าซ
Catalytic Combustion (CC)
Catalytic Combustion คือ การเผาไหม้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาหรือที่เรียกว่าโทนสีความร้อน (HT) เป็นหลักการวัดที่เชื่อถือได้สำหรับการตรวจจับก๊าซและไอระเหยที่ติดไฟได้ จนถึงขีดจำกัดการระเบิดที่ต่ำกว่า (LEL) เซ็นเซอร์สองตัว (ตัวตรวจจับและตัวอ้างอิง) เชื่อมต่อกันผ่านวงจร “Wheatstone Bridge” ส่วนผสมของก๊าซหรือก๊าซที่ติดไฟได้จะไหม้เมื่อสัมผัสกับเซ็นเซอร์ตัวตรวจจับตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจน ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการนี้จะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้เกิดกระแสที่วัดได้ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของก๊าซที่ติดไฟได้
- การวัดผลรวมของก๊าซและไอระเหยที่ติดไฟได้
- 0 – 100 % LEL
- ความแม่นยำในการวัดสูง
- พฤติกรรมการแสดงผลเชิงเส้น
Thermal Conductivity (TC)
วัดปริมาณก๊าซด้วยค่าการนำความร้อน (TC) ของก๊าซพิษและก๊าซไวไฟ สามารถวัดได้ที่ความเข้มข้นสูงถึง 100% โดยปริมาตร หลักการทำงานคล้ายกับการเผาไหม้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งรวมถึงวงจร “สะพานวีตสโตน” ความแตกต่างระหว่างทั้งสองอยู่ในองค์ประกอบที่วัดได้: การนำความร้อนไม่ได้วัดความไวไฟ ดังนั้นจึงไม่ต้องอาศัยออกซิเจนที่มีอยู่ โดยใช้การอ้างอิงก๊าซชนิดที่สองที่มีระดับการนำความร้อนต่างกัน เช่น การใช้อากาศเป็นข้อมูลอ้างอิงในการตรวจวัด
- ก๊าซพิษและไวไฟ
- ช่วงการวัดกว้าง (สูงสุด 100 vol.%)
- เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย
Photoionization Detector (PID)
ในเครื่องตรวจจับโฟโตไอออไนเซชัน (PID) อากาศจะถูกดูดกลืนและสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตในเซ็นเซอร์ โฟตอนในแสงยูวีทำให้โมเลกุลบางตัวสลายตัวเป็นไอออนและอิเล็กตรอนที่มีประจุบวก กระแสไฟที่วัดได้จะถูกสร้างขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดในห้องตรวจวัด ซึ่งตัวตรวจจับจะแปลงเป็นค่าที่วัดได้ตามสัดส่วนของความเข้มข้นของก๊าซ ก๊าซเป้าหมายของโฟโตไอออไนเซชันคือสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) เช่น ตัวทำละลายและน้ำมันเบนซิน ดีเซล น้ำมันทำความร้อน หรือไอพาราฟิน อาจเป็นอันตรายได้แม้ในระดับความเข้มข้นต่ำมาก เครื่องตรวจจับโฟโตอิโนไนเซชันสามารถตรวจสอบสารเหล่านี้ได้มากกว่า 300 ชนิดในกลุ่มหรือทีละตัว จำนวนมากแม้ในความเข้มข้นต่ำกว่า 1 ppm
- สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย
- เวลาตอบสนองสั้น ๆ
- ความไวสูงมาก
- ก๊าซที่ตรวจวัดได้จำนวนมาก
Zirconium Dioxide (ZD)
หลักการนี้ใช้หลักการเดียวกับ การวัดออกซิเจนด้วย Electrochemical Sensor แต่ทำจากเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ เพื่อใช้สำหรับการวัดค่าออกซิเจน ที่อุณหภูมิสูง (> 650 °C) เซอร์โคเนียมไดออกไซด์มีลักษณะเหมือนอิเล็กโทรไลต์สำหรับออกซิเจน ซึ่งขนส่งไอออนของออกซิเจน ซึ่งจะเกิดการสร้างกระแสที่วัดได้เมื่อมีความดันบางส่วนต่างกันระหว่างทั้งสองด้านของเมมเบรน หลักการวัดนี้ไม่ไวต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม และสามารถระบุผลลัพธ์เป็นเปอร์เซ็นต์และในช่วงการติดตาม (ppm)
- คัดสรรสำหรับการวัดก๊าซออกซิเจน
- เวลาตอบสนองสั้นมาก
- ไม่ไวต่อสภาวะแวดล้อม
- อายุการใช้งานยาวนาน
Infrared (IR)
วิธีการวัดแบบอินฟราเรดใช้ตรวจวัดก๊าซที่มีคุณสมบัติในการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ ซึ่งส่วนประกอบทางธรรมชาติหลักของอากาศ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน ไม่สามารถทำได้ ลำแสงอินฟราเรดสองลำที่มีความยาวคลื่นต่างกัน (ลำแสงวัดและลำแสงอ้างอิง) จะถูกนำเข้าไปในห้องตรวจวัดโดยที่ลำแสงอินฟราเรดกระทบกับตัวตรวจจับสองตัว (ตัวตรวจวัดและตัวตรวจจับอ้างอิง) หากลำแสงวัดลดลงเนื่องจากการดูดกลืนของก๊าซ ความเข้มที่ลดลงจะสอดคล้องกับความเข้มข้นของก๊าซ ก๊าซที่สามารถตรวจจับได้ด้วยอินฟราเรด รวมถึงก๊าซเฮเทอโรอะตอมมิกทั้งหมด เช่น คาร์บอนไดออกไซด์และสารประกอบไฮโดรคาร์บอน
- ก๊าซที่ติดไฟได้และ CO2
- ความไวข้ามต่ำ
- ความแม่นยำสูง
- อายุการใช้งานยาวนาน
Electrochemical (EC)
เซลล์วัดไฟฟ้าเคมีมีลักษณะการทำงานคล้ายกับแบตเตอรี่ ก๊าซที่คุณต้องใช้ในการวัดจะกระจายผ่านเมมเบรนเข้าไปในเซ็นเซอร์ ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดสามขั้ว (อิเล็กโทรดสำหรับการทำงาน อิเล็กโทรดอ้างอิง และอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์) และอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ส่วนประกอบแต่ละส่วนถูกปรับให้เข้ากับก๊าซที่เกี่ยวข้อง ปฏิกิริยากับอิเล็กโทรดทำงานจะสร้างการไหลของไอออนไปยังอิเล็กโทรดตัวนับ กระแสที่วัดได้สอดคล้องกับความเข้มข้นของก๊าซที่ถูกตรวจสอบ วิธีการวัดทางไฟฟ้าเคมีเหมาะสำหรับการตรวจวัดก๊าซแบบเฉพาะเจาะจง
- ก๊าซพิษ O2 และ H2
- พฤติกรรมการแสดงผลเชิงเส้น
- ประหยัดพลังงานมาก
- มีความไวสูง
Chemisorption (CS)
ในการดูดซับเคมี องค์ประกอบของเซ็นเซอร์ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ (เช่น ทินไดออกไซด์) ที่อยู่ในห้องตรวจวัดที่มีอุปกรณ์ดักจับเปลวไฟ การเกิดออกซิเดชันของก๊าซจะทำให้องค์ประกอบของเซ็นเซอร์เพิ่มการนำไฟฟ้า กระแสไฟจะถูกแปลงเป็นสัญญาณเอาท์พุตที่สอดคล้องกับความเข้มข้นของก๊าซ อุณหภูมิขององค์ประกอบเซ็นเซอร์จะถูกปรับตามก๊าซที่กำลังตรวจสอบ Chemisorption(การดูดซับเคมี)เหมาะสำหรับการตรวจหาก๊าซที่ติดไฟได้และก๊าซพิษที่หลากหลาย โดยมีลักษณะเฉพาะด้วยเซ็นเซอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานและมีต้นทุนต่ำ
- ก๊าซไวไฟและก๊าซพิษ
- คุ้มค่า
- ช่วงการวัดต่างๆ (vol.-%, LEL, ppm)
- อายุการใช้งานยาวนาน
สรุป
เซนเซอร์วัดก๊าซแต่ละชนิดถูกออกแบบมาเพื่อการตรวจวัดก๊าซไม่เหมือนกัน ควรเลือกให้เหมาะสม และตรวจสอบช่วงการตรวจวัดให้เหมาะสมตามงานและสภาพแวดล้อมด้วย
ที่มา : https://www.gfgsafety.com/sg-en/gas-know-how/sensor-technology