圖1：甲烷分子示意圖

 

就在30年nian前qian，礦kuang工gong們men隻zhi能neng靠kao使shi用yong金jin絲si雀que來lai警jing告gao他ta們men礦kuang井jing中zhong存cun在zai高gao濃nong度du的de甲jia烷wan或huo一yi氧yang化hua碳tan。幸xing運yun的de是shi，現xian在zai傳chuan感gan技ji術shu已yi經jing發fa展zhan起qi來lai了le
，並bing且qie氣qi體ti探tan測ce可ke選xuan擇ze的de方fang法fa也ye越yue來lai越yue多duo。

 

氣體探測器能夠量化和探測環境和工業氣體，如甲烷、一氧化碳和二氧化碳，因而它們在確保廣泛的應用和生產過程的有效性和安全性方麵發揮著關鍵作用。

 

氣體探測器廣泛用於監測甲烷濃度和泄漏探測

 

天然氣主要由甲烷組成，被廣泛用於發電。甲烷是一種溫室氣體
，具有高度易燃性，可以與空氣形成爆炸性混合物。在天然氣開采、運輸和發電過程中探測泄漏是至關重要的，因為甲烷泄漏可能導致破壞性結果。

 

在化學工業中
，甲醇、合成氣
、乙(yi)酸(suan)和(he)其(qi)他(ta)商(shang)用(yong)化(hua)學(xue)品(pin)的(de)生(sheng)產(chan)，都(dou)依(yi)賴(lai)於(yu)甲(jia)烷(wan)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)確(que)認(ren)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)是(shi)否(fou)有(you)效(xiao)且(qie)安(an)全(quan)地(di)運(yun)行(xing)。甲(jia)烷(wan)可(ke)能(neng)影(ying)響(xiang)人(ren)的(de)健(jian)康(kang)和(he)環(huan)境(jing)，所(suo)以(yi)測(ce)量(liang)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)甲(jia)烷(wan)水(shui)平(ping)來(lai)監(jian)測(ce)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)的(de)變(bian)化(hua)也(ye)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。

 

 

市場上有各種各樣的甲烷氣體探測器和傳感器，它們各有優缺點：

 

• 電化學傳感器

 

電(dian)化(hua)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)過(guo)甲(jia)烷(wan)與(yu)電(dian)極(ji)的(de)腐(fu)蝕(shi)或(huo)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)，該(gai)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)可(ke)用(yong)於(yu)確(que)定(ding)氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)。由(you)於(yu)電(dian)極(ji)是(shi)暴(bao)露(lu)在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)
，可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)汙(wu)染(ran)和(he)腐(fu)蝕(shi)
，因(yin)此(ci)電(dian)化(hua)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)經(jing)常(chang)更(geng)換(huan)。

 

• 氫火焰離子化探測器（FID）

 

FID使用氫火焰來電離甲烷氣體，電離的氣體會產生電流
，計算該電流可以確定氣體濃度。雖然FID準確且快速，但它們需要明火、氫氣源和純淨空氣供應，這意味著FID並不適合某些應用。

 

• 催化傳感器

 

cuihuachuanganqitongguocuihuayangqihejiawandefanying
，chanshengderelianghuiyinqichuanganqizhongdedianzubianhua，youcikeyiceliangjiawannongdu。suirancuihuachuanganqijianguqielianjia，danyunxingshiduiyangqidexuqiushibibukeshaode
，bingqietamenyishouwuran、中毒和燒結。因此需要頻繁地校準和更換。

 

• 半導體傳感器

 

gongzuoyuanliyucuihuachuanganqileisi，bandaotichuanganqiyujiawanfanying
，yinqidianzubianhua，yicilaijisuanqitinongdu。yucuihuachuanganqiyiyang，bandaotichuanganqiyeyishouwuranhezhongdu。

 

• 紅外傳感器

 

hongwaichuanganqiliyonghongwaiguangshutanceheceliangdaqizhongcunzaiderenheqiti。suiranhongwaichuanganqibiqitachuanganqiguiyidian

，dantamenchijiunaiyong。yinci，hongwaichuanganqiyichengweitancegezhongqitidezhuyaojishu。

 

 

非分散紅外（NDIR）傳感器通常由IR源

、IR探測器、采樣腔和濾光器組成。通常，包含參考氣體的第二個腔與采樣腔平行運行。

 

IR光透過大氣采樣腔施加到探測器上。采樣腔中的甲烷氣體會吸收特定波長的IR光。探測器前麵的濾光器會阻擋掉非所選波長的光，因此探測器僅測量指定波長的衰減變化，（利用氣體濃度與吸收強度的關係）可確定存在的甲烷濃度。

 

與其它氣體探測技術相比
，紅外傳感器具有許多優點：它ta們men具ju有you內nei置zhi的de故gu障zhang安an全quan係xi統tong，這zhe是shi因yin為wei它ta們men可ke以yi用yong小xiao信xin號hao代dai表biao高gao濃nong度du氣qi體ti
，而er在zai其qi他ta傳chuan感gan器qi中zhong，小xiao信xin號hao或huo無wu信xin號hao意yi味wei著zhe零ling或huo低di濃nong度du。如ru果guo探tan測ce器qi發fa生sheng故gu障zhang或huo失shi靈ling，則ze不bu會hui記ji錄luIR輻射
，這將觸發警報。

 

NDIR傳感器也比需要燃燒混合氣體的方法更精確。在某些情況下，NDIR傳chuan感gan器qi甚shen至zhi允yun許xu同tong時shi存cun在zai兩liang種zhong可ke燃ran氣qi體ti時shi，可ke以yi檢jian測ce其qi中zhong一yi種zhong可ke燃ran氣qi體ti組zu分fen。盡jin管guan當dang用yong戶hu無wu法fa確que定ding氣qi體ti混hun合he物wu是shi否fou易yi燃ran時shi，的de確que存cun在zai一yi定ding限xian製zhi。

 

與其它可用類型的傳感器不同，IR探tan測ce器qi不bu與yu甲jia烷wan氣qi體ti相xiang互hu作zuo用yong。大da氣qi中zhong的de氣qi體ti和he任ren何he汙wu染ran物wu僅jin與yu光guang束shu相xiang互hu作zuo用yong。因yin此ci
，探tan測ce器qi可ke密mi封feng以yi防fang止zhi損sun壞huai

，因yin而er具ju有you較jiao長chang的de使shi用yong壽shou命ming。

 

紅外探測器和其它傳感器一樣，也可提供準確的結果和快速的響應時間。半導體、催化、電化學傳感器和FID都要求目標氣體的濃度必須低於爆炸濃度的下限，但是IR傳感器則可以實現0~100%氣體濃度的精確計算。而且它們不需要外部氣體或氧氣來運行。

 

紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)缺(que)點(dian)，它(ta)們(men)可(ke)能(neng)會(hui)受(shou)到(dao)壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)調(tiao)節(jie)的(de)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci)，先(xian)進(jin)的(de)紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)這(zhe)種(zhong)耐(nai)用(yong)且(qie)可(ke)靠(kao)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)劣(lie)勢(shi)已(yi)經(jing)最(zui)小(xiao)化(hua)。IR傳感器現在被選為甲烷和其他工業和環境相關氣體的探測方法。

 

 

圖2：Edinburgh Sensors的Gascard NG（Edinburgh Sensors是高品質氣體傳感解決方案的領先供應商
，提供全係列的NDIR傳感器，可用於二氧化碳
、一氧化碳和甲烷的可靠探測）

 

據麥姆斯谘詢介紹，Gascard NG是種可被原始設備製造商（OEM）簡單地集成到各種係統中的氣體傳感器，能夠可靠且準確地計算二氧化碳、一氧化碳和甲烷氣體濃度。

 

一些紅外傳感器會受到壓力或溫度的影響

，但Gascard NG采用了強大的壓力和溫度校正功能，以確保在各種環境中獲得準確的結果。Gascard NG可用於各種研究、環境和工業應用中的甲烷探測，包括汙染監測
、農業研究、化學加工等等。