Principe de fonctionnement et avantages des capteurs de méthane à semi-conducteurs

Le méthane (CH₄) est non seulement une énergie propre importante, mais aussi une source potentielle de danger dans l'exploitation énergétique et la production industrielle.   et même la vie quotidienne. Dans   Une fuite d'un gazoduc en Californie en 2020 a entraîné l'entrée de 160 000 tonnes de méthane dans l'atmosphère et en 2022 une explosion de gaz dans une mine de charbon du Shanxi a causé 15 morts , ces accidents en permanence avertissent de l’importance de la surveillance du méthane. Les capteurs de méthane à semi-conducteurs sont précisément un type de « nez électronique » créé par la technologie moderne, gardant silencieusement la sécurité de la production et de la vie humaine.

1. Principe de fonctionnement : le "électrique traducteur de signal" des réactions REDOX

Le cœur d’un capteur de méthane à semi-conducteur est le matériau semi-conducteur à oxyde métallique (par exemple SnO₂) recouvert d'un substrat céramique. Quand le méthane capteur est chauffé à 200-400°C, des molécules d'oxygène à sa surface volonté capturer les électrons libres dans le semi-conducteur, formant des ions négatifs de oxygène (O-). À ce stade, s’il rencontre une molécule de méthane, la réaction suivante se produira :

CH₄ + 4O⁻ → CO₂ + 2H₂O + 4e⁻

Les électrons libérés retournent vers le semi-conducteur, entraînant une diminution de la résistance du matériau. Le changement de résistance est détecté par un circuit sophistiqué et converti en concentration de méthane. L'ensemble du processus ressemble une « danse électronique » dans le monde microscopique, avec le méthane capteur agissant comme un « traducteur » en temps réel.

2. Avantage technique : Un outil puissant de surveillance intelligente miniaturisée

Par rapport à la combustion catalytique ion et capteurs d'absorption infrarouge, capteurs de méthane à semi-conducteurs exposition avantages uniques :

ü Le coût de production de masse peut être contrôlé à quelques dizaines de yuans, soit 1/10 du coût des capteurs infrarouges.

ü Réponse rapide : adapté à l’alarme de fuite

ü Peut être fabriqué à l'aide de la technologie MEMS : boîtier au niveau de la puce (3 × 3 × 1 mm)

ü Conception longue durée : 10 ans à durée de vie semi-permanente

En prenant comme exemple la rénovation du pipeline d'une société gazière à Shenzhen, après le déploiement de 8 000 capteurs de méthane à semi-conducteurs, le temps de localisation des fuites a été réduit de 2 heures à 8 minutes et les coûts de maintenance annuels ont été réduits de 65 %.

3. Graphique d'application : Protection complète des scénarios, des mines aux cuisines

PetroChina a installé des nœuds de capteurs tous les 200 mètres dans le pipeline du Sichuan et de Chongqing zone , et une société gazière de Hangzhou a adopté un réseau de surveillance tridimensionnel composé de « capteurs + Internet des objets ». S capteur de méthane à semiconducteur est-ce que le meilleur choix pour une alerte précoce en cas de fuite de gaz naturel dans la cuisine .

4. Présentation du module Eursense

Le capteur de gaz à semi-conducteur détecte le propane LP avec Figaro TGS 2619 - AG-2-CH4-M2619(D)

Spécification du produit

Le AG-2-CH4-M2619(D) est un module de type embarqué équipé du capteur semi-conducteur TGS2619 de Figaro ; le module a été pré-calibré avant de quitter l'usine et comprend un filtre spécialisé qui réduit les interférences des gaz comme l'alcool, assurant une réponse sélective au méthane (CH4). Il utilise la communication numérique via un USART et une interface de sortie d'alarme programmable pour les lectures de concentration de gaz. Cela permet aux utilisateurs d'intégrer facilement et rapidement le module dans les systèmes d'alarme de fuite de gaz résidentiels, tels que les détecteurs de gaz naturel domestiques.

Caractéristiques

ü Haute sélectivité en méthane

ü Longue durée de vie et faible coût

ü Sortie d'alarme

ü Sortie numérique USART

ü pré-calibré avant de quitter l'usine

Spécification technique