催化燃烧×智能温偿：日本 Nemoto NGM-C01 可燃性气体浓度监测器技术解析

发布时间： 2025-12-02　　点击次数： 2次

在燃气锅炉房、半导体车间、商业厨房等爆炸危险区域，0.1 % VOL 的甲烷泄漏若未被及时捕获，就可能达到 5 % LEL 的爆炸下限。日本 Nemoto 推出的小型点型监测器 NGM-C01，以“催化燃烧＋MEMS 温度补偿"双核架构，将工业级精度注入 D86 mm×H 46 mm 的紧凑机身，可在 -20 ℃～60 ℃ 环境下实现 <±2 % LEL 的线性误差，为工商业用户提供即装即用的可燃气体安全守护。

一、检测原理：催化燃烧电桥 + MEMS 动态补偿

催化元件：检测珠表面覆载钯-铂二元催化剂，在 450 ℃ 左右将甲烷、丙烷、异丁烷等烷烃无焰燃烧，温度升高 → 铂线圈电阻增大。
补偿元件：同尺寸但无催化层，仅感应环境温度、湿度及风速，与检测珠构成惠斯通电桥，差分输出抵消零点漂移。
MEMS 温补算法：内置 48 kHz 采样 MCU，将电桥 mV 信号与 MEMS 温度传感器实时比对，自动修正 -20 ℃～60 ℃ 范围内的灵敏度衰减，使温度系数 ≤0.02 % LEL/℃
。
线性输出：0–100 % LEL 对应 4–20 mA 或 0.5–2.5 V，可直接接入 DCS/PLC；同时提供 RS-485（Modbus-RTU）数字接口，便于多节点总线布置。

二、结构与硬件亮点
• 本安防爆：Ex d IIC T6 Gb，铸铝外壳表面环氧涂层，防护等级 IP66，可在燃气加气站露天使用。
• 小型化：D86 mm×H 46 mm，重量 260 g，比传统催化型探测器体积减小 40 %，便于密集布点。
• 快拆传感舱：磁吸＋卡扣，30 s 完成探头更换，维护无需携带防爆扳手。
• 过滤膜：双层 60 µm PTFE + 活性炭，阻止硅蒸气、硫化氢进入催化室，平均寿命延长 24 个月。
• 低功耗：<1.2 W，支持 24 V DC 两线制回路供电，可与安全栅共用同一电源，布线成本降低 30 %。

三、性能指标

项目	参数
检测原理	催化燃烧式
检测气体	甲烷、丙烷、丁烷、LPG 等烷烃
量程	0–100 % LEL
分辨率	0.1 % LEL
线性误差	<±2 % LEL
重复性	≤1 % LEL
响应时间 T90	<10 s
温湿度范围	-20 ℃～60 ℃，0–95 % RH（无凝露）
输出信号	4–20 mA、0.5–2.5 V、RS-485
防爆等级	Ex d IIC T6 Gb
平均时间	>5 年

四、典型应用

商业厨房：NGM-C01 吸顶安装于排风罩附近，与电磁阀联动，≥20 % LEL 切断总阀，≤5 % LEL 恢复供气
电池涂布线：溶剂环己酮 24 h 挥发，监测器分布式布点，RS-485 接入 PLC，实现 ppm 级早期预警。
燃气锅炉房：

五、与常见原理对比

原理	催化燃烧	半导体	红外 NDIR
精度	±2 % LEL	±5 % LEL	±2 % LEL
寿命	3–5 年	2–3 年	5–7 年
零漂	小	大	极小
成本	中	低	高
对硅蒸气	敏感	敏感	免疫
体积	小（NGM-C01）	最小	较大

六、安装与维护要点
• 安装高度：天然气（甲烷）比重小于空气，应距顶棚 0.3 m；液化气大于空气，应距地面 0.3 m。
• 标定周期：每 6 个月使用 50 % LEL 甲烷标准气进行点检；24 个月后更换探头组件。
• 滤波膜检查：每 3 个月观察是否被油雾污染，发黄即更换，防止响应变慢。
• 电磁干扰：与变频器距离≥1 m，屏蔽层单端接地，避免桥路信号叠加毛刺。
• 冬季凝露：内置加热片 0.8 W，维持传感舱 >5 ℃，防止水膜阻塞扩散。

结语
Nemoto NGM-C01 以“催化燃烧 + MEMS 温补"把工业级精度浓缩进掌心大小的壳体，兼具本安防爆、低功耗、快拆维护等优势，为商业厨房、电池车间、燃气站等场景提供了经济可靠的 LEL 在线监测方案

。在“碳中和"推动天然气与氢能大规模应用的背景下，NGM-C01 正成为工商业用户防控气体泄漏、保障本质安全的“前哨兵"。

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