反应速度是敏感元件的一个重要指标,特别是当元件应用到各种运动机械上时更为突出,包括响应时间和恢复时间。响应时间指空气中的甲烷浓度变化时,敏感元件输出信号达到输出信号最大值90%时的反应时间。恢复时间指在新鲜空气中,敏感元件输出电信号回零时的时间。
在井下空气中,当甲烷浓度发生变化时,敏感元件的反应速度由两个因素决定,一是元件的时间常数:,二是甲烷向元件扩散的速度。元件的时间常数:
可由式2-10确定:
式中:
通过对上式的分析,合理的选择元件参数,提高敏感元件的反应速度。
本设计中,敏感元件采用郑州炜盛电子MJC4/2.8J催化燃烧式气敏元件,它的工作电压为2.8V,工作电流为90mA,具有低功耗的特点。
MJC4/2.8J型气敏元件根据催化燃烧效应的原理工作,由检测元件和补偿元件配对组成电桥的其中两个桥臂,遇可燃性气体时检测元件电阻升高,桥路输出电压变量,该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大,补偿元件起温度补偿作用。
桥路输出电压呈线性;响应速度快;具有良好的重复性、选择性;元件工作稳定、可靠;抗中毒。
在空气中每年漂移小于,在1%CH4中每年漂移小于12mV。短期存储(两周内)30分钟即可稳定,如长期存储(1年),则需老化5小时才稳定。
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