Добрый день, уважаемые читатели.

Сегодня мы поговорим с вами о принципе работы каталитических датчиков CH-газов.

Итак, физически чувствительный элемент каталитического (электрохимического) датчика CH-газов выполнен в виде трубки, состоящей из керамики на основе оксида алюминия, покрытого сверху диоксидом олова. Внутрь трубки вставлен нагревательный элемент. Сверху датчик закрыт антивзрывной сеткой (которая дополнительно защищает датчик от механического повреждения). Один из вариантов исполнения представлен в подборке фото ниже.

В рабочем состоянии сенсор разогрет до высокой рабочей температуры. В таком режиме на поверхности чувствительного элемента сенсора адсорбируется кислород из воздуха, что приводит к увеличению электрического сопротивления.
При попадании в восстановительную атмосферу (как раз в случае CH-газов) на поверхности разогретого сенсора протекает комплекс химических реакций. В результате этого уменьшается количество адсорбированного кислорода, олово частично восстанавливается из диоксида и электрическое сопротивление сенсора уменьшается.
Величина сопротивления зависит от концентрации определяемых в атмосфере газов, рабочей температуры сенсора, а так же его конструктивных особенностей.

Основные плюсы: дешевизна производства (устроен достаточно просто и не имеет в составе редких и/или дорогих материалов).

Основные минусы: невозможность определения какой из газов находится в атмосфере (датчик среагирует и на метан и на пары этилового спирта); зависимость сопротивления сенсора от концентрации газов нелинейна; показания нестабильны во времени (сенсор постепенно деградирует). В результате этого практически нереально получить хоть какие-то осмысленные показания по концентрации в приемлемом диапазоне.

По итогу такие сенсоры используют в качестве пороговых при обнаружении утечек т.е. они показывают просто на данный момент концентрация ниже или выше условного допустимого порога. При этом разброс в 2-3 раза не имеет особого значения т.к. установленный порог будет всё равно превышен в таких ситуациях (а небольшое превышение не критично, даже если не сработает т.к. ПДК приняты с огромным запасом и отстройка порога срабатывания так же производится с запасом).

А на этом на сегодня всё. С уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы:

1. Датчик CH-газов

2. Разбираемся с датчиками CO и метана MQ-4 и MQ-7

3. Датчики газа