氣體傳感器可以細(xì)分為哪些不同種類？

隨著人們生活水平的提高和對(duì)環(huán)保的日益重視，對(duì)各種有毒、有害氣體的探測(cè)，對(duì)大氣污染、工業(yè)廢氣的監(jiān)控以及對(duì)食品和人居環(huán)境質(zhì)量的檢測(cè)都提出了更高的要求，作為感官或信號(hào)輸入部分之一的氣體傳感器是必不可少的。氣體傳感器能夠?qū)崟r(shí)對(duì)各種氣體進(jìn)行檢測(cè)和分析，具有靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn);加上微電子、微加工技術(shù)和自動(dòng)化、智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，使得氣體傳感器體積變小、價(jià)格低廉、使用方便，因此它在軍事、醫(yī)學(xué)、交通、環(huán)保、質(zhì)檢、防偽、家居等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但目前市售的氣體傳感器仍然存在一些問(wèn)題，如選擇性和穩(wěn)定性較差等。氣體傳感器各項(xiàng)性能指標(biāo)的進(jìn)一步提高、新的氣敏材料和新型氣體傳感器的開發(fā)正日益受到重視，世界各國(guó)紛紛投巨資進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究。

由于氣體種類繁多且性質(zhì)各異，因此氣體傳感器的分類也比較多。按照氣體傳感器的結(jié)構(gòu)分類，又可以分為干式和濕式兩類。按照傳感器的輸出可分為電阻式和費(fèi)電阻式兩類。此外，按照檢測(cè)原理又可以分為電化學(xué)法、電氣法、光學(xué)法、化學(xué)法幾類。

如果按照氣體的性質(zhì)分類，可以分為：二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、煙霧濃度傳感器、空氣污染傳感器、氫氣傳感器、硫化氫傳感器、臭氧傳感器、甲烷傳感器、酒精氣體傳感器、丙烷傳感器、有機(jī)蒸氣傳感器、丁烷傳感器、空氣質(zhì)量傳感器等。

氣體傳感器的分類如下：

一、半導(dǎo)氣體傳感器

這種類型的傳感器在氣體傳感器中約占60%，根據(jù)機(jī)理分為電導(dǎo)型和非電導(dǎo)型，電導(dǎo)型中又分為表面型和容積控制型。

二、固體電解質(zhì)氣體傳感器

這種傳感器元件為離子對(duì)固體電解質(zhì)隔膜傳導(dǎo)，稱為電化學(xué)池，分為陽(yáng)離子傳導(dǎo)和陰離子傳導(dǎo)，是選擇性強(qiáng)的傳感器，研究較多達(dá)到實(shí)用化的是氧化鋯固體電解質(zhì)傳感器，其機(jī)理是利用隔膜兩側(cè)兩個(gè)電池之間的電位差等于濃差電池的電勢(shì)。穩(wěn)定的氧化鉻固體電解質(zhì)傳感器已成功地應(yīng)用于鋼水中氧的測(cè)定和發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比成分測(cè)量等。

為彌補(bǔ)固體電解質(zhì)導(dǎo)電的不足，近幾年來(lái)在固態(tài)電解質(zhì)上鍍一層氣敏膜，把圍周環(huán)境中存在的氣體分子數(shù)量和介質(zhì)中可移動(dòng)的粒子數(shù)量聯(lián)系起來(lái)。

三、接觸燃燒式氣體傳感器

接觸燃燒式傳感器適用于可燃性氣H2、CO、CH4的檢測(cè)。

四、電化學(xué)氣體傳感器

氣體檢測(cè)儀能檢測(cè)的氣體種類不是很多，大約為70多種，當(dāng)然和氣體檢測(cè)管無(wú)法相比，因?yàn)闅怏w檢測(cè)管能檢測(cè)300多種氣體。

而這70多種可檢測(cè)的氣體中，至少有60種是使用電化學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)的。它的原理就是傳感器里含有電解液，當(dāng)氣體分子進(jìn)入后，和電解液發(fā)生反應(yīng)，從而變成數(shù)字電信號(hào)，在檢測(cè)儀屏幕上顯示出目標(biāo)氣體的濃度讀數(shù)。

電化學(xué)方式的氣體傳感器常用的有兩種：

1、恒電位電解式傳感器

是將被測(cè)氣體在特定電場(chǎng)下電離，由流經(jīng)的電解電流測(cè)出氣體濃度，這種傳感器靈敏度高，改變電位可選擇的檢洌氣體，對(duì)毒性氣體檢測(cè)有重要作用。

2、原電池式氣體傳感器

在KOH電解質(zhì)溶液中，Pt—Pb或Ag—Pb電極構(gòu)成電池，已成功用于檢測(cè)O2，其靈敏度高，缺點(diǎn)是透水逸散吸潮，電極易中毒。

五、光學(xué)氣體傳感器

1、直接吸收式氣體傳感器

紅外線氣體傳感器是典型的吸收式光學(xué)氣體傳感器，是根據(jù)氣體分別具有各自固有的光譜吸收譜檢測(cè)氣體成分，非分散紅外吸收光譜對(duì)SO2、CO、CO2、NO等氣體具有較高的靈敏度。

2、光反應(yīng)氣體傳感器

光反應(yīng)氣體傳感器是利用氣體反應(yīng)產(chǎn)生色變引起光強(qiáng)度吸收等光學(xué)特性改變，傳感元件是理想的，但是氣體光感變化受到限制，傳感器的自由度小。

3、氣體光學(xué)特性的新傳感器

光導(dǎo)纖維溫度傳感器為這種類型，在光纖頂端涂敷觸媒與氣體反應(yīng)、發(fā)熱。溫度改變，導(dǎo)致光纖溫度改變。利用光纖測(cè)溫已達(dá)到實(shí)用化程度，檢測(cè)氣體也是成功的。