可燃气体传感器主流分催化燃烧式(催化珠)、半导体式、红外 NDIR三类,工业气体检测仪绝大多数用催化燃烧式,但部分气体检测仪如X-AM5600采用红外传感器。本文主要讲催化燃烧式传感器的工作原理:(适合BW MCXL-4 英思科气体检测仪,华瑞气体检测仪PGM2500,德尔格气体检测仪XAM2500,X-am2800等大部分机型)

适用:甲烷、丙烷、氢气、乙醇等绝大多数可燃气体,测爆炸下限 LEL%
内部有一对铂丝线圈:检测珠(涂催化载体)+ 补偿珠(无催化剂)
铂丝通电加热到约 400‑500℃;(甲烷点火约 600℃以上)
可燃气体扩散进入传感器,在检测珠表面发生无焰催化氧化燃烧,释放热量;
热量让铂丝温度上升,电阻变大;补偿珠只补偿环境温度、湿度,不参与燃烧;
两个铂丝组成惠斯通电桥,电阻差值转化为电信号,换算成 % LEL 爆炸下限读数。
珠子表面贵金属催化剂起到 “搭桥" 作用,降低化学反应活化能。
普通燃烧:
甲烷 + 氧气 → 点燃(明火高温)→ 二氧化碳 + 水 + 火焰 + 大量热,需要达到气体点火温度。
无焰催化氧化
不需要点燃、看不到火苗,可燃气体分子碰到催化剂表面,直接发生氧化反应,释放热量。
反应产物同样是二氧化碳 + 水,放热和真正燃烧是一样的,就是没有火焰。化学分子式如下:

在化工特殊气氛,氯气 Cl₂、二氧化氮 NO₂、一氧化二氮 N₂O、三氧化二氮 N₂O₃、硝酸蒸汽、卤素、高价氮氧化物,在铂钯催化剂高温表面,同样可以充当氧化剂,把甲烷、氢气、CO等可燃气体氧化放热,发生无焰催化氧化反应。

环境有氯气,即便无氧,催化燃烧传感器也会产生虚假 LEL 读数,误报可燃;同时高温下生成 HCl,腐蚀催化珠载体,造成传感器损坏。
燃烧废气、硝化工艺环境;麻醉、半导体工艺场景,N₂O 存在时,催化燃烧传感器读数失真。
SO₂,本身偏还原性,一般不作为可燃气体的氧化剂;高浓度 SO₂更多是中毒覆盖催化剂,不是充当氧化剂参与燃烧反应。

优点:对可燃气体响应线性好、标定简单、测 LEL 准确;
缺点:会被硅化物、铅、高浓度硫化氢中毒失效;
高浓度可燃气体容易烧坏催化珠;
不能用于缺氧环境,缺氧会抑制燃烧,读数偏低。
小贴士:催化燃烧式读数单位:%LEL,不是 ppm;100% LEL 代表该气体达到爆炸下限。
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