O que é um sensor de gás: tipos, aplicações e vantagens

Os sensores de gás nos ajudam a encontrar gases prejudiciais ou úteis no ar.Eles mudam os níveis de gás em sinais que podemos medir.Eles trabalham em residências, veículos, hospitais, fazendas e fábricas para garantir que as pessoas permaneçam seguras e os sistemas funcionem bem.Este artigo explica quais são os sensores de gás, como eles funcionam, onde são usados ​​e como eles se comparam aos sensores de monóxido de carbono.

Catálogo

Figura 1: Módulo de sensor de gás

O que é sensor de gás?

Um sensor de gás é um dispositivo que encontra e mede a presença de um gás específico no ar circundante.Funciona transformando o nível de gás em um sinal elétrico - como resistência, tensão ou corrente - isso pode ser medido e analisado.O tipo de sensor usado depende do gás que está sendo detectado e quão precisa a leitura precisa ser.Alguns sensores fornecem leituras constantes, enquanto outros reagem apenas quando os níveis de gás atingem um ponto de ajuste.Para permanecer confiável, os sensores de gás precisam de testes e ajustes regulares.

Aplicações de sensor a gás

Figura 2: Aplicações do sensor de gás

Os sensores de gás são usados ​​em muitas áreas para manter as pessoas seguras e os sistemas de ajuda funcionam sem problemas. Em casa, eles detectam vazamentos de fogões ou aquecedores, ajudando a prevenir acidentes. Em indústrias, eles rastream fumaça nociva e substâncias inflamáveis ​​para garantir condições de trabalho seguras. Dispositivos médicos Confie nessas ferramentas para controlar e gerenciar gases respiratórios para os pacientes. Veículos Use -os para verificar as emissões e melhorar a eficiência do combustível. Na agricultura, eles ajudam a gerenciar as áreas de armazenamento, sentindo as mudanças nos níveis de gás.As áreas públicas também se beneficiam desses sensores, de olho na poluição do ar.Os sensores de gás ajudam a proteger a saúde, melhorar a segurança e apoiar os ambientes mais limpos.

Tipos de sensor a gás

Os sensores de gás podem ser agrupados de várias maneiras com base em seus propósitos e em como funcionam.Uma maneira é pelo tipo de gás que eles detectam - alguns são construídos para gases inflamáveis, outros para gases tóxicos e outros para oxigênio.E agora, nos concentraremos nos sensores de gás categorizados por seus princípios de detecção.

Figura 3: Tipos de sensores de gás com base no princípio de detecção

Sensor de gás semicondutor

Os sensores de gás semicondutores compõem a maioria dos tipos de sensores de gás e são comumente usados ​​para detectar vários gases, sentindo as mudanças na resistência elétrica.Esses sensores usam óxidos metálicos como óxido de estanho, óxido de tungstênio ou óxido de zinco como material de detecção.Quando as moléculas de gás interagem com a superfície, elas causam uma mudança de condutividade, que o transdutor se transforma em um sinal legível.

O sensor usa uma camada aquecida de óxido de metal como superfície de detecção.No ar limpo, as moléculas de oxigênio grudam nessa superfície e pegam elétrons livres do material, aumentando a resistência.Quando um gás alvo está presente, ele reage com o oxigênio, liberando os elétrons e diminuindo a resistência.Essa alteração é medida e transformada em um sinal elétrico que mostra o nível de gás.

Esses sensores são valorizados por seu design simples, tempo de resposta rápido, alta sensibilidade e baixo custo.Os usos comuns incluem detectores de monóxido de carbono em residências, analisadores de respiração, monitores de qualidade do ar e sistemas de detecção de vazamentos de gás nas fábricas.

Sensor eletroquímico a gás

Os sensores de gás eletroquímicos detectam gás, desencadeando uma reação química na superfície do eletrodo, produzindo um sinal elétrico (como corrente ou tensão) proporcional à concentração de gás.Eles vêm em vários tipos, incluindo bateria primária, célula de eletrólise, célula de concentração e sensores de corrente limitantes - cada um adequado para gases específicos, como oxigênio, monóxido de carbono, amônia ou dióxido de enxofre.

Esses sensores trabalham deixando o gás passar por uma pequena abertura onde reage com produtos químicos dentro.Essa reação cria um pequeno sinal elétrico que informa quanto gás está presente.

Esses sensores são compactos, eficientes em termos de energia e oferecem boa precisão, linearidade e repetibilidade.Eles são amplamente utilizados em monitoramento ambiental, diagnóstico médico, segurança industrial e teste de alimentos.

Sensor de gás infravermelho (NDIR)

Sensores de gás infravermelho, também conhecidos como sensores NDIR (infravermelho não dispersivo), trabalham brilhando a luz infravermelha através de uma amostra de gás.Diferentes gases absorvem comprimentos de onda específicos dessa luz.Quando o gás está presente, reduz a quantidade de luz que atinge o detector.O sensor mede essa queda para descobrir quanto gás existe.

Esses sensores não dependem de reações químicas, o que os torna estáveis, duradouros e menos propensos a serem afetados por outros gases.Eles são altamente precisos, precisam de pouca manutenção e funcionam bem com o tempo.No entanto, eles podem ser mais caros que outros tipos, podem não funcionar bem em locais empoeirados ou úmidos e não podem medir a velocidade do fluxo de gás.Os sensores NDIR são usados ​​em monitores de qualidade do ar, sistemas de emissão de carros, ferramentas de segurança industrial e equipamentos médicos.

Sensor de gás fotoacústico

Os sensores de gás fotoacústicos combinam NDIR e tecnologia acústica.Quando um feixe de luz pulsado é absorvido por moléculas de gás, elas aquecem levemente, causando ondas de pressão.Um microfone detecta essas ondas sonoras e as converte em sinais elétricos para medir a concentração de gás.Os microfones MEMS são usados ​​para operação compacta e eficiente.

Esses sensores são altamente sensíveis a baixos níveis de gás e podem ser projetados para gases específicos.Eles oferecem resposta rápida, medição sem contato e estabilidade a longo prazo.Comum em monitoramento ambiental, diagnóstico médico e segurança industrial, eles são ideais para o monitoramento contínuo.No entanto, eles podem ser sensíveis à vibração ou ruído e exigir calibração mais complexa e custos mais altos.

MEMS Sensor a gás

MEMS (Sistemas de Micro-Eletromecânicos) Os sensores de gás usam peças mecânicas e eletrônicas microscópicas construídas em um chip de silício.Eles detectam gases usando várias técnicas, incluindo detecção capacitiva, térmica ou piezoelétrica, dependendo do projeto.Esses sensores são ultra-pequenos, leves e ideais para dispositivos portáteis ou vestíveis.

Os MEMs são amplamente utilizados em eletrônicos inteligentes, sistemas automotivos, drones e automação industrial.Os benefícios do MEMS incluem baixo uso de energia, medições precisas e fácil integração em dispositivos compactos.No entanto, eles podem ser afetados por fatores ambientais, têm faixa de medição limitada e pode se desgastar mais rapidamente em condições adversas.

Vantagens do sensor de gás

Figura 4: sensor de gás ndir

Os sensores de gás são úteis porque podem encontrar gases perigosos ou úteis no ar.Eles são pequenos, fáceis de usar e podem fornecer resultados rápidos.Alguns podem verificar mais de um gás ao mesmo tempo.Eles são usados ​​em casas, fábricas, carros e hospitais para ajudar a manter as pessoas seguras.

Mas os sensores de gás também têm algumas desvantagens.Eles podem precisar ser verificados e ajustados regularmente para se manter correto.Alguns podem parar de funcionar bem se estiver muito quente, muito frio ou muito molhado.Eles também podem ficar confusos com outros gases nas proximidades.Depois de algum tempo, eles podem não funcionar tão bem e podem precisar ser substituídos.

Sensor a gás vs sensor de monóxido de carbono

Figura 5: Sensor de gás vs sensor de monóxido de carbono

Um sensor de gás é uma ferramenta usada para acompanhar diferentes substâncias transportadas pelo ar.Ele pode ser projetado para procurar uma ampla gama de gases, incluindo aqueles que queimam, prejudicam a saúde ou apoiam a respiração.Sensor a gás visto em lugares como fábricas, cozinhas ou estações externas para manter as áreas seguras.

Um sensor de monóxido de carbono (CO) é um dispositivo de segurança que verifica o ar quanto a monóxido de carbono - um gás que não tem cor, cheiro ou sabor, mas pode ser mortal se respirou por muito tempo.Esse tipo de sensor é feito para responder apenas quando o gás CO está presente em quantidades perigosas.Ele envia um aviso, como um alarme alto ou um sinal para um sistema, para que você saiba que eles precisam deixar ou corrigir o problema.

O sensor de monóxido de carbono (CO) é encontrado em residências, carros, garagens, hotéis e lugares com fogões, aquecedores ou motores que queimam combustível.Como o monóxido de carbono pode vir de aparelhos com defeito ou ventilação ruim, o sensor ajuda a prevenir acidentes, dando um aviso precoce.Muitos sensores de CO são pequenos, fáceis de instalar e executados em baterias ou eletricidade.Alguns podem até se conectar aos sistemas inteligentes para enviar alertas ao seu telefone.

Conclusão

Os dispositivos que verificam a qualidade do ar desempenham um grande papel na vida cotidiana.Eles nos alertam sobre os perigos que podemos não notar e apoiar espaços mais limpos e seguros.Cada tipo trabalha à sua maneira e é mais adequado para certos lugares ou empregos.Aprender sobre como os sensores funcionam ajuda a escolher o certo e usá -lo da maneira certa.