ГОСТ Р 52350.29.2-2010 (МЭК 60079-29-2:2007) Взрывоопасные среды. Часть 29-2. Газоанализаторы. Требования к выбору, монтажу, применению и техническому обслуживанию газоанализаторов горючих газов и кислорода

     5.4 Полупроводниковые датчики

Принцип работы полупроводниковых датчиков основан на изменении электропроводности, вызванном хемосорбцией молекул определяемого компонента на поверхности нагретого чувствительного элемента, находящегося в воздухе. Содержание газа определяется путем измерения изменения сопротивления чувствительного элемента.

Полупроводниковый материал, нанесенный на поверхность керамической подложки, электрически нагревается до нескольких сотен градусов Цельсия. Электроды наносят на поверхность методом ионной имплантации или другим способом.

Время установления показаний зависит от технологии изготовления чувствительного элемента, содержания определяемого газа и способа его доставки к датчику (обычно посредством диффузии, но также можно применять принудительную подачу).

5.4.1 Область применения

Полупроводниковые датчики применяют для определения газов в широком диапазоне концентраций, в том числе очень низких, однако их характеристика преобразования нелинейна.

Они пригодны для использования в течеискателях, даже при очень низких концентрациях определяемого компонента, и в сигнализаторах, не имеющих отсчетного устройства.

5.4.2 Ограничения по применению

Полупроводниковые датчики горючих газов, как правило, неизбирательны, чувствительны к изменениям влажности и неопределяемым компонентам, для них характерны дрейф как нулевых показаний, так и чувствительности. Некоторые газы, например NO, вызывают отрицательный по отношению к сигналу от горючих газов сигнал.

Примечание - Обычно производитель дает рекомендации относительно веществ, которые оказывают влияние на работу датчика или вызывают ложные показания.

Новым датчикам может потребоваться длительная приработка (до нескольких недель) для стабилизации нулевых показаний и чувствительности перед проведением градуировки. Эту приработку должен проводить изготовитель. В дальнейшем приработка может быть необходима после продолжительного (более 1 дня) пребывания датчика в отключенном состоянии.

Если содержание определяемого компонента превышает верхний предел диапазона измерений, датчику может потребоваться несколько часов для восстановления характеристик или могут произойти необратимые изменения нулевых показаний и чувствительности.

5.4.3 Влияние неопределяемых компонентов

Полупроводниковые датчики неизбирательны, негорючие газы могут вызывать как отрицательный, так и положительный сигнал датчика.

Датчики одного типа имеют широкий разброс чувствительности к определяемому компоненту, к тому же относительная чувствительность к другим газам может значительно отличаться от одного датчика к другому. Обычно значения чувствительности не связаны прямо со значениями НКПР. Конкретные значения приводят в руководстве по эксплуатации.

Изменения содержания кислорода, температуры, влажности или скорости движения воздуха могут оказать сильное влияние на чувствительность. Конкретные значения приводят в руководстве по эксплуатации.

5.4.4 Отравление

На чувствительность полупроводниковых датчиков оказывают сильное влияние (в большинстве случаев понижают ее, но иногда и повышают) все те же вещества, которые отравляют термокаталитические датчики, но при концентрациях больших, чем концентрации, влияющие на термокаталитические датчики. Примеры таких веществ:

- щелочные или кислотные соединения;

- силиконы;

- тетраэтилсвинец;

- серные соединения;

- галогенные соединения.

Следует обратиться к руководству по эксплуатации газоанализаторов, чтобы выяснить, какие отравляющие вещества могут повлиять на чувствительность и как защитить датчик.