Tehničke karakteristike gasnih senzora
Tehničke karakteristike gasnih senzora
Struktura i princip detekcije katalitičkog gas senzora
Katalitički gas senzor je konstruisan tako da su detektujući (senzorski) elemenat i temperaturni kompenzacioni elemenat napravljeni modeliranjem visoko-prečišćene platine sa grejnim vlaknom, i to elektro oblaganjem fino prečišćenog aluminijumskog (Al2 O3) praha na spiralni deo i nakon toga hemijski tretiranog (Sl.1.). Temperaturni kompenzacioni elemenat je hemijski tretiran sa neaktivnim delom i napravljen je tako da gustina gasa ne utiče na njega. Međutim, senzorski elemenat je napravljen tako da ubrizgavanje aktivnih hemikalija omogućuje reagovanje na zapaljivo-eksplozivne gasove i zato se temperatura menja skoro linearno u odnosu na gustinu gasa, ali zato dužina, vrednosti elektro-otpora i struje od spirale variraju. Ukoliko napravimo dijagram premošćenja izlaznog napona u takvim varijacijama, koristeći prosto premošćeno tipično kolo, kako je prikazano na Sl.2. onda je gustina gasa izmerena.
Kvalitativne vrednosti i prednosti gas senzora MI – 02
Gas sensor MI-02 razvijen je u laboratorijama Hankook Gas Kiki Ltd i danas se primenjuje širom sveta, ali najviše u Japanu, USA i Evropi.
1) Bazični metal za elemente
Kako je ranije već spomenuto, senzorski elemenat i temperaturni kompenzacioni elemenat su napravljeni od platinske žice izuzetne čistoće (finoće 99.99%). Izbor osnovnog metala je veoma važan za izradu gas senzora visoke osetljivosti i stabilnog kvaliteta. Proizvođač je koristio sledeće standarde za bazični metal u proizvodnji gas senzora:
2) Usvajanje 2.3V dizajna i postupka elektro-oblaganja
Uopšteno gledano, svi industrijski proizvodi neizbežno imaju određenu fizičku toleranciju. U cilju što većeg smanjenja ove dozvoljene tolerancije, produžena je spiralna žica. Kako je već napred spomenuto, obezbeđujući optimalnu temperaturu bazičnog elementa od 415°C i produženjem dužine žičane spirale, postići ce se izvanredno premošćenje ulaznog napona, što je omogućilo da se proizvede gas senzor izvanredne preciznosti.
Takođe, da bi se proizveo senzor izuzetne stabilnosti, na koga neće uticati vremenski period upotrebe, neophodno je bilo istanjivanje aluminijumske postelje jer tanak aluminijumski sloj dozvoljava otklanjanje komponenti Pd20 ili CI aktivacionim procesom bez primene prekomerne sile.
Kvalitativne vrednosti i karakteristike gas senzora MI-02, koji je proizveden zahvaljujući sopstvenom razvoju proizvođača, ukratko mogu biti svedene na sledeće:
- Senzori imaju stabilnost zahvaljujući produženju žičanog elementa uz visoko naponski dizajn od 2.3V;
- Senzor, takođe ima visoku osetljivost, zahvaljujući uvećanju kontaktne površine;
- Visok nivo pouzdanosti, bez uticaja protoka vremena na kvalitet merenja, postignut je maksimalnim stanjivanjem postelje;
- Isti senzor je univerzalan i može biti korišćen i za LPG i za LNG gasove zahvaljujući postizanju optimalne temperature od 415°C i istovremeno dugovečnost senzora je obezbeđena.
Elementi proizvedeni primenom Opšteg Metoda Presvlačenja, koji koriste kompanije u Japanu prikazan je na Sl.4.. Kao što se može videti na gornjoj slici, bez obzira da li je postelja ispunjenog oblika ili prstenastog oblika sa šupljinom u sredini, dodirna površina elementa je mala, debljina je znatna, i zbog toga je osetljivost na gasove oslabljena kad su u pitanju eksplozivno-zapaljivi gasovi. Efikasnim otklanjanjem komponenti Pd2O i CI iz aktivacionog procesa je veoma teško. Zbog ovoga, ali i zbog negativnog uticaja protoka vremena, to je ovim postupkom nemoguće napraviti stabilan i pouzdan senzor. Produženjem spiralne žice istim Opštim metodom presvlačenja, postelja ce se uvećati, ali osetljivost ili negativan uticaj protoka vremena neće se bitnije unaprediti. Zbog toga je, ograničeno unapređenje kvaliteta senzora kada se koristi Opšti metod presvlačenja. Ali, za razliku od njega, usvajanjem 2.3V dizajna i Elektro-depozicionog postupka postiže se značajan napredak u kvalitetu. U tom slučaju, postelja je napravljena od tankog cilindričnog filma (Sl.5.), tako da se kontaktna površina uvećava za oko 2 (dva) puta u odnosu na proizvode japanskih kompanija. Istovremeno, debljina postelje se stanjuje za 50% u odnosu na ostale proizvođače, što je dovelo do razvoja i usvajanja gas senzora trenutno, najboljeg kvaliteta.
3) Održavanje optimalne temperature katalizatora
od 415°C kroz striktnu kvalitativnu kontrolu
Da bi se zadržala optimalna temperatura katalizatora od 415°C, proizvođač je ustanovio i strogo kontroliše primenu standarda kvaliteta u proizvodnji gas senzora. U proizvodnji platinske postelje proizvođač se striktno pridržava utvrđenog standarda, i primenjen je najbolji kvalitet određenih materijala, prečnik žice, dužina, broj namotaja, razmak između namotaja, itd. Zahvaljujući tome proizvođač može da garantuje, da će trajanje senzora biti najmanje između 4-5 godina.