10.3. Химические газовые сенсоры
Химические газовые сенсоры можно рассматривать как средство диагностики окружающей среды. Именно в охране окружающей среды в будущем химическим сенсорам будет принадлежать ведущая роль. В СУ ХТП химические газовые сенсоры, подобно компьютерам, представляют собой элементы глобальной информационной сети.
Рис. 114. Принципиальная схема химического газового сенсора.
Под химическим газовым сенсором (ХГС) понимают датчик концентрации компонентов в газе. Он обладает следующими свойствами: работа в реальном масштабе времени, обратимость показаний, высокая чувствительность, миниатюрность. ХГС является своеобразным хроматографом размером с небольшую монету, «настроенным» на один или несколько компонентов.
Основными функциональными элементами химического газового сенсора, представленного на рис. 114, являются рецептор, преобразователь, электронное устройство. Рецептор 1 — элемент (материал), какие-либо свойства которого изменяются под действием анализируемого газового вещества. Такими свойствами могут быть масса, размеры, электропроводность, диэлектрическая проницаемость и др. Конструктивно рецептор представляет или тонкую газосорбирующую пленку, или оболочку оптического волокна, или миниатюрную электрохимическую ячейку. Преобразователь 2 преобразует реакцию рецептора в электрический (реже оптический) сигнал. Как правило, преобразователи представляют собой миниатюрные устройства, например, полевые транзисторы, оптические волокна, разнообразные акустические электронные устройства и др. Электронное устройство 3 считывает сигнал, поступающий с преобразователя, обрабатывает его либо в цифровой сигнал, либо пороговый «тревожный» сигнал и посылает на регистрирующее устройство 4.
В основу классификации химических газовых сенсоров положен механизм работы преобразователя, и в соответствии с этим выделяют электрохимические, электрические, оптические, акустические, магнитные, термические сенсоры.