Aplicación de Hopcalite en sensores de alarma de monóxido de carbono

I.El papel desempeñado por hopcalite

CatalíticoReacciónSensores,HopcaliteSe integra con precisión como material catalítico clave en un circuito de detección conocido como "puente de Wheatstone".

La estructura central de un sensor normalmente incluyeComponentes con dos bobinas del alambre de resistencia.

DetecciónComponente:

Su bobina está recubierta con unSaltoCalitaCatalizador,Que, cuando se expone al aire ambiente, puede catalizar una reacción conMonóxido de carbono.

CompensaciónComponentes:

Sus bobinas están recubiertas con un material inerte. Este componente generalmente está sellado o aislado físicamente para que noReaccionar conMonóxido de carbonoEn el medio ambiente.

Estos dos componentes, junto con otras dos resistencias de precisión, forman un puente de Wheatstone.

II.Las reacciones catalíticas inducenCambios en la resistencia eléctrica

Reacción catalítica:

Cuando el aire que contieneMonóxido de carbonoSe difunde a la superficie del elemento de detección,CarbonoMoléculas de monóxido y O₂ se adsorben en elHopcaliteCatalizador. Bajo la acción del catalizador,Monóxido de carbonoPuede ser oxidado aMonóxido de carbono₂A temperatura ambienteLiberando el calor.

Cambio de resistencia:

El alambre de platino tiene una característica de coeficiente de temperatura positiva; a medida que aumenta la temperatura, su resistencia aumenta linealmente.

Desequilibrio del puente de Wheatstone:

Debido a que el elemento de compensación está recubierto con un material inerte que no experimenta una reacción catalítica, su temperatura solo se ve afectada por la temperatura ambiente, y su resistencia cambia lentamente. Cuando el elemento sensor se calienta debido aEl monóxido de carbonoLa reacción, su aumento de la resistencia es mayor que el aumento de la resistencia del elemento de compensación, causandoPuente Wheatstone originalmente equilibrado para desequilibrarse.

Salida de señal:

Un desequilibrio en el circuito puente generará una señal de diferencia de voltaje en su salida que es proporcional al cambio en la resistencia y, en consecuencia, aEl monóxido de carbonoConcentración. Esta señal analógica débil se alimenta a los circuitos posteriores.

Procesamiento y alarma:

Después de la amplificación, la linealización y la compensación de temperatura, la señal se convierte en una señal específica.Monóxido de carbonoValor de concentración (ppm) y se muestra en la pantalla. Cuando la concentración excede un umbral de seguridad preestablecido, el procesador activará una alarma audible y visual.

III.Diseño de la fórmula hopcalite

EnMonóxido de carbonoLos sensores, elHopcaliteLa formulación se optimiza altamente para cumplir requisitos específicos.

Actividad de alta y baja temperatura:

Debe tener una actividad catalítica extremadamente alta bajoUna amplia gama deTemperatura ambienteCondiciones para detectar bajas concentraciones de monóxido de carbonoY responder rápidamente.

Selectividad excelente:

Debe principalmenteReaccionar con el monóxido de carbono, Mientras reacciona débilmente con otros gases combustibles comunes en el medio ambiente (como hidrógeno, metano, vapor de alcohol, etc.).

Estabilidad a largo plazo:

La actividad del catalizador necesita permanecer estable durante un largo período de tiempo y no debe envenenarse o desactivarse fácilmente.

Resistencia al agua:

Este es el mayor desafío para los tradicionalesHopcaliteEn aplicaciones de sensores. El vapor de agua se adsorbe fuertemente sobre la superficie del catalizador, compitiendo conMonóxido de carbonoSitios activos, lo que lleva a una disminución de la sensibilidad o incluso a un fallo temporal. Por lo tanto,La resistencia al agua de la hopcalitaFormulaciónDebe ser considerado cuando se aplica al monóxido de carbonoSensores.

IV.Ventajas y desventajas de aplicar la fórmula de hopcalite

ADvantage:

01. Tiene una buena respuesta linealMonóxido de carbono, Y la señal de salida es proporcional aEl monóxido de carbonoConcentración dentro de un cierto rango, lo que facilita la medición precisa.

02.Velocidad de respuesta rápida, capaz de detectar rápidamenteMonóxido de carbonoFugas.

03.Larga vida útil y materiales catalíticos relativamente estables.

Limitación:

01.Existe una deriva de punto cero y requiere una calibración periódica.

02.Es susceptible a la interferencia de otros gases, y su selectividad no es del 100%.

03.Los ambientes de alta temperatura y alta humedad afectan la precisión y la vida útil.

04.El consumo de energía es relativamente alto porque la bobina del alambre del platino necesita ser calentada continuamente a la temperatura de funcionamiento.

05. Debido a las limitaciones en las condiciones de uso, su ámbito de aplicación generalmente se limita a espacios no densamente poblados, como minas y túneles.