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分析不同类别压力变送器如何工作及其应用

来源:编辑::发表时间:2019-11-21 11:07:43

    压力变送器用于汽车,工人安全,医药,食品存储和工业中。每种变送器都使用最适合应用的不同类型的变送器。

    有哪些不同类型的压力变送器?

         电化学压力变送器
       氧化锆压力变送器
       光学压力变送器
       克拉克压力变送器
       红外压力变送器
       超声波压力变送器
       激光压力变送器
       顺磁性变送器

    通常,大多数压力变送器使用以下三种技术之一来测量气体或液体中的氧气含量:光学,电化学或氧化锆。在高度专业化的工业,医学和科学应用中发现了其他氧气测量方法,例如Clark型,红外,激光,超声波,放射性同位素,顺磁性,磁共振和电子共振。

    1.电化学变送器
    电化学电变送器主要用于测量环境空气中的氧气水平。它们测量变送器内部的化学反应,该化学反应产生与氧含量成比例的电输出。

    一些电化学变送器可以自供电,因为它们会产生自己的模拟电流。这使变送器对于通过电池操作的水肺潜水和手持式个人安全装置测量氧气非常有用。

    电化学变送器的主要障碍是在给定的时间内化学反应结束。这通常需要一到三年的时间,具体取决于变送器的设计。将变送器存放在无氧的环境中不会延长变送器的使用寿命。但是,由于其坚固的设计,低廉的成本以及自供电的电化学变送器被用于许多设备中。

    AlphaSense是最流行的电化学变送器制造商之一。该企业的变送器在全球使用的数十种4气检测器和便携式安全仪表中得到了利用。

    2.氧化锆压力变送器
    氧化锆变送器是一种电化学变送器。二氧化锆涂有一层铂金,形成了固态电化学燃料电池。如果测试气体中存在一氧化碳,它会被O 2氧化形成CO 2并触发电流。氧化锆变送器检测排气和正常空气中的O 2浓度之间的变化,而不是直接检测O 2。

    尽管氧化锆压力变送器通常用于汽车中以调节空燃比,但它们在工业应用中也至关重要。例如,SST的氧化锆氧气测量变送器系统使用该技术来测量燃烧控制系统,烟道气,石油,天然气,煤炭,生物质和氧气生成系统中的氧气含量。

   3.光学压力变送器
   光学压力变送器是光化学变送器,其利用氧气进行荧光猝灭的原理。它们取决于光源,光检测器和光反应性发光材料的使用。基于发光的压力变送器正在许多领域取代Clark电极。

 

压力变送器.jpg

 

    分子氧猝灭荧光的原理已经很长时间了。当暴露于光线下时,某些化合物或分子将发出荧光(即发出光能)。但是,如果存在氧分子,光能将转移到氧分子上,从而导致荧光减弱。通过使用已知的光源,检测到的光能的量与存在的氧分子的量成反比。因此,检测到的荧光越少,在样气中就会发现更多的氧分子。

    一些变送器以已知的时间间隔两次检测荧光。代替测量总体荧光,而是测量发光随时间的下降(即荧光猝灭)。这种基于时间衰减的方法可以简化变送器设计。

   LuninOX LOX-02是使用氧气进行荧光猝灭以测量环境氧气水平的变送器的示例。尽管它具有与常规电化学变送器相同的占地面积,但由于它不吸取氧气,因此具有更长的使用寿命。

    该TecPen手持式变送器是另一个例子。TecPen在变送器和微型泵上使用了精细的发光染料涂层,将空气样本拉出了荧光染料。染料在507 µm处激发,随后的荧光事件在650 µm处记录。荧光事件的持续时间(称为寿命)取决于变送器层中吸取的氧气量,因此可以用来确定氧气浓度。

   由于它使用了更快的光化学传感技术,因此可以在三秒钟内进行测量。

    4. Clark电极压力变送器
    克拉克电极是一种电化学变送器。它使用浸入电解质中的阴极和阳极来测量液体中的氧气含量。它被开发用来测量心脏手术中的血氧水平。当前,它经常用于需要滴血的便携式血糖监测设备中。该变送器在氧气电极上使用一薄层葡萄糖氧化酶(GOx)。可以通过测量在与葡萄糖进行酶反应期间消耗的氧气GOx的数量来计算和显示血糖水平。

    5.红外压力变送器
    使用脉搏血氧仪的压力变送器最常用于耳垂或指尖医疗设备,以测量体内的氧气饱和度。红外光和红光都通过皮肤的薄层发出脉冲,并由光电二极管测量。随着光的波长变化,穿过皮肤的光吸取比率与动脉中氧化血红蛋白的量成比例。

    6.超声波压力变送器
    超声波压力变送器使用声速来测量液体或气体样品中的氧气量。在液体中,上游和下游变送器测量高频声波之间的速度变化。速度变化与样品中的氧气量成正比。在气体中,声速随气体分子组成的不同而不同。这意味着超声波压力变送器对于氧气发生器或麻醉呼吸机是有益的,因为氧气发生器或麻醉呼吸机的输出是氧气的已知浓度。

    7.激光压力变送器
    可调谐二极管激光器(TDL)压力变送器取决于光谱分析。氧气波长的激光束穿过气体样品到达光电探测器。氧分子吸取的光量与样品分子的量成比例。

    8.顺磁性变送器
    顺磁性变送器取决于氧分子被强磁场吸引的事实。在一些设计中,样气被带入变送器并通过磁场。流速与气体中的氧气含量成比例地变化。

    在此设计的另一种形式中,磁场中的氧气在玻璃球上产生了被测的物理力。尽管不是广泛的传感技术,但当氧化锆变送器不能用于工业过程控制应用时,可以使用该技术。

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