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氣體檢測儀的發展歷程

作者:南京特安電子 日期:2021-10-09 17:27:09 點擊數:

19世紀和20世紀初,科研人員發現某些氣體會對人體健康造成威脅影響,那時的煤礦工人會帶著金絲雀進入施工隧道,這種會唱歌的鳥兒對瓦斯十分敏感。哪怕空氣中瓦斯的含量微乎其微,金絲雀也會停止歌唱;當瓦斯含量超過一定濃度時,人類雖然還未發覺,但金絲雀早已中毒身亡。在當初的簡陋條件下,金絲雀就是最早的氣體檢測系統,提醒礦工在緊急情況下及時撤離,以此來保證施工安全。

最初的氣體檢測儀——金絲雀.jpg

最初的氣體檢測儀——金絲雀

時間來到工業時代,1815年英國的漢弗萊·戴維爵士發明了一種火焰安全燈(又稱戴維燈)的氣體探測器,用于探測地下煤礦中甲烷的存在?;鹧姘踩珶粲稍谛迈r空氣中調節到特定高度的油燈組成,為了防止點燃與燈火焰被包含在一個玻璃套筒與網狀火焰阻火器?;鹧娓叨鹊淖兓Q于甲烷的存在(較高)或氧氣的缺乏(較低)。時至今日,在世界某些地區,火焰安全燈仍在使用。

戴維燈.jpg

戴維燈

現代社會的氣體檢測開始于1926年,奧利弗·約翰遜博士研發出的的催化燃燒(LEL)傳感器。約翰遜博士是加州標準石油公司(現在的雪佛龍公司)的雇員,他開始研究和開發一種檢測空氣中可燃混合物的方法,以幫助防止燃料儲罐爆炸。1926年開發了一個示范模型,稱為A型。1927年,隨著B型的發布,實用的“電蒸氣指示器”才開始生產。

世界上第一家氣體檢測公司,是由奧利弗約翰斯頓博士和菲爾威廉姆斯在1928年成立的“約翰遜-威廉姆斯儀器(又稱J-W儀器)”。在接下來的40多年里,J-W儀器引領了許多現代氣體檢測的發展,包括如何使儀器更小,更加方便攜帶,進一步促進了便攜式檢測儀的發展,可以檢測可燃氣體以及氧氣。

在20世紀80年代和90年代的家用電子一氧化碳探測器出現之前,人們用注入了化學物質的紙張來檢測一氧化碳的存在,紙張接觸氣體后會變成棕色。從那時起,許多電子技術和設備被開發出來,用于檢測、監測和警報各種氣體的泄漏。

隨著電子氣體傳感器成本和性能的提高,它們已被納入更廣泛的系統。它們在汽車上的應用最初是為了控制發動機排放,但現在氣體傳感器也可以用于確保乘客的舒適度和安全性。二氧化碳傳感器被安裝在建筑物中,作為需求控制通風系統的一部分。先進的氣體傳感器系統正在被研究用于醫療診斷、監測和治療系統,遠遠超出了它們最初在手術室的用途。一氧化碳和其他有害氣體的監測儀和報警器越來越多地用于辦公室和家庭使用,在一些司法管轄區也成為了法定要求。

最初,探測器是用來探測單一氣體的?,F代的裝置可以探測到幾種有毒或可燃氣體,甚至是混合氣體。更新的氣體分析儀可以分解來自復雜香氣的成分信號,同時識別幾種氣體金屬氧化物半導體傳感器(MOS傳感器)在20世紀90年代被引入。已知最早的MOS氣體傳感器是由G. Sberveglieri, G. Faglia, S. Groppelli, P. Nelli和A. Camanzi在1990年證明的。MOS傳感器從此成為重要的環境氣體探測器。



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