幾種氣體檢測(cè)傳感器的檢測(cè)原理

檢測(cè)氣體的濃度依賴于氣體檢測(cè)變送器，傳感器是其核心部分，按照檢測(cè)原理的不同，主要分為金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器、催化燃燒式傳感器、定電位電解式氣體傳感器、迦伐尼電池式氧氣傳感器、紅外式傳感器、PID光離子化傳感器等，以下簡(jiǎn)單闡述各種傳感器的原理及特點(diǎn)。

金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器

金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器利用被測(cè)氣體的吸附作用，改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，通過(guò)電流變化的比較，激發(fā)報(bào)警電路。由于半導(dǎo)體式傳感器測(cè)量時(shí)受環(huán)境影響較大，輸出線形不穩(wěn)定。金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器，因其反應(yīng)十分靈敏，故目前廣泛使用的領(lǐng)域?yàn)闇y(cè)量氣體的微漏現(xiàn)象。

催化燃燒式傳感器

催化燃燒式傳感器原理是目前最廣泛使用的檢測(cè)可燃?xì)怏w的原理之一，具有輸出信號(hào)線形好、指數(shù)可靠、價(jià)格便宜、無(wú)與其他非可燃?xì)怏w的交叉干擾等特點(diǎn)。催化燃燒式傳感器采用惠斯通電橋原理，感應(yīng)電阻與環(huán)境中的可燃?xì)怏w發(fā)生無(wú)焰燃燒，使溫度使感應(yīng)電阻的阻值發(fā)生變化，打破電橋平衡，使之輸出穩(wěn)定的電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)后期電路的放大、穩(wěn)定和處理最終顯示可靠的數(shù)值。

定電位電解式氣體傳感器

定電位電解式傳感器是目前測(cè)毒類現(xiàn)場(chǎng)最廣泛使用的一種技術(shù)，在此方面國(guó)外技術(shù)領(lǐng)先，因此此類傳感器大都依賴進(jìn)口。定電位電解式氣體傳感器的結(jié)構(gòu)：在一個(gè)塑料制成的筒狀池體內(nèi)，安裝工作電極、對(duì)電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處于工作狀態(tài)。氣體與的電解質(zhì)內(nèi)的工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，在對(duì)電極發(fā)生還原或氧化反應(yīng)，電極的平衡電位發(fā)生變化，變化值與氣體濃度成正比。

迦伐尼電池式氧氣傳感器

隔膜迦伐尼電池式氧氣傳感器的結(jié)構(gòu)：在塑料容器的一面裝有對(duì)氧氣透過(guò)性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜，在其容器內(nèi)側(cè)緊粘著貴金屬（鉑、黃金、銀等）陰電極，在容器的另一面內(nèi)側(cè)或容器的空余部分形成陽(yáng)極（用鉛、鎘等離子化傾向大的金屬）。用氫氧化鉀。氧氣在通過(guò)電解質(zhì)時(shí)在陰陽(yáng)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使陽(yáng)極金屬離子化，釋放出電子，電流的大小與氧氣的多少成正比，由于整個(gè)反應(yīng)中陽(yáng)極金屬有消耗，所以傳感器需要定期更換。目前國(guó)內(nèi)技術(shù)已日趨成熟，完全可以國(guó)產(chǎn)化此類傳感器。

紅外式傳感器

紅外式傳感器利用各種元素對(duì)某個(gè)特定波長(zhǎng)的吸收原理，具有抗中毒性好，反應(yīng)靈敏，對(duì)大多數(shù)碳?xì)浠衔锒加蟹磻?yīng)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

PID光離子化氣體傳感器

PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構(gòu)成，在離子室有正負(fù)電極，形成電場(chǎng)，待測(cè)氣體在紫外燈的照射下，離子化，生成正負(fù)離子，在電極間形成電流，經(jīng)放大輸出信號(hào)。PID具有靈敏度高，無(wú)中毒問(wèn)題，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。