簡単にわかる事実: ガス検知

2017年4月1日 | スコット・ジェンキンス著

ガスの検出は、多くの化学プロセス産業 (CPI) 施設において、人員や環境への危険を回避するための重要なタスクです。 ガスは、爆発、引火性、毒性、環境汚染、呼吸可能な空気の置換の危険性を引き起こす可能性があります。 この 1 ページのリファレンスでは、一般的なクラスのガス検知器と、業界で一般的に監視されているガスに関する情報を提供します。

ガス検出技術は、検出するガスの特性 (有毒ガスまたは可燃性ガス) に応じて分類でき、ほとんどのガス検出技術は、その動作モードに基づいて、電気化学センサーと金属酸化物の 4 つの広いカテゴリのいずれかに分類されます。半導体センサーは一般に有毒ガスの検出に使用されます。 可燃性ガスや爆発性ガスの検出には、赤外線センサーと触媒センサーが使用されます。

電気化学。 電気化学センサーは、対象の分子が検出電極に接触すると電流が増加する電気化学セルに基づいています。 ターゲットガスは作用電極で酸化または還元される可能性があり、そこでの反応により少量ではありますが検出可能な電子の流れが生成されます。 測定電極と対極もセルに接続されています。

金属酸化物半導体 (MOS)。 金属酸化物半導体は、金属酸化物の表面へのガスの吸着および脱離によって材料の導電率が変化するという原理に基づいています。 ターゲット分子が表面積の大きいセンサー材料の薄膜に接触すると、電荷キャリア (電子または正孔) の濃度が変化し、導電率または抵抗率が測定可能な方法で変化します。

触媒作用。 このタイプのセンサーのほとんどは触媒酸化によって機能し、対象となる可燃性ガスが触媒表面 (多くの場合プラチナ処理されたワイヤー コイル) と接触して酸化されます。 これにより反応熱が放出され、温度上昇により配線抵抗が変化します。 通常、抵抗の変化を示すためにブリッジ回路が使用されます。 きれいな空気中の抵抗と比較して増加した抵抗は、ガス濃度を示すために使用されます。

赤外線。 赤外線センサーは、光送信機と受信機のシステムを介して動作します。 対象の可燃性ガスが受信機の視野内に入ると、放射線の一部が吸収され、送信機と受信機の間の光のパワーが変化します。

表 [1] には、考えられるガス検知対象に関する情報が含まれています。

1. 国立労働安全衛生研究所 (NIOSH)、NIOSH 化学危険有害性ポケットガイド、CDC、www.cdc.gov/niosh/npg/default、2017 年 3 月アクセス。

2. Fine、GF 他、Sensors、10、5,469 ～ 5,502 頁、2010 年。

3. フィガロエンジニアリング株式会社、ガスセンサー技術、2017 年 3 月アクセス、www.figaro.co.jp