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氣體傳感器的類型和適用場合分析
閱讀：2856 發布時間：2019-12-20
傳感器是能感受規定被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器，一般來說，氣體傳感器的定義是以檢測目標位分類基礎的，也就是說，凡是用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器目前市場上能測氣體的傳感器有催化燃燒式，半導體，電化學，紅外傳感器，光離子傳感器PID的這幾種，根據不同的應用場合和氣體類型選擇不同的傳感器類型。
1、催化燃燒式
催化燃燒式傳感器，催化燃燒式氣體傳感器是利用催化燃燒的熱效應原理，由檢測元件和補償元件配對構成測量電橋，在一定溫度條件下，可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發生無焰燃燒，載體溫度就升高，通過它內部的鉑絲電阻也相應升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電信號。通過測量鉑絲的電阻變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。主要用于可燃性氣體的檢測，具有輸出信號線性好，指數可靠，價格便宜，防爆設計 不會與其他非可燃性氣體發生交叉感染。也用于工業現場的可燃氣檢測，但是美中不足是，不是所有的可燃氣都可以用催化燃燒，有的大分子的有機物，對這種傳感器就不反應，比如苯。另一方面，這種傳感器的測量精度為LEL級別，遠遠大于PPM級別，所以只能用在高濃度氣體檢測，
注意：催化燃燒式檢測的可實現是有條件的，必須檢測環境中包含足夠的氧氣，在無氧的環境下這種檢測方式可能無法檢測任何可燃性氣體。
2、半導體
半導體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進行還原反應以引起傳感器電導率的變化可燃氣體報警器。為了消除氣體分子達到初始狀態就必須發生一次氧化反應。傳感器內的加熱器可以加速氧化過程，這也是為什么有些低端傳感器總是不穩定，其原因就是沒有加熱或加熱電壓過低導致溫度太低反應不充分。或者外界溫度變化對其影響相對大，半導體傳感器因其簡單低價已經廣泛應用于可燃氣體報警器，但是又因為它的選擇性差和穩定性不理想以及本身的發熱量大，不防爆，目前還只是在民用級別使用。
注意：雖然半導體（固態）的預期壽命較長，但與其它類型的傳感器相比，它們也更易于受到干擾氣體的影響。因此，如果應用場合中出現其它背景氣體，固態傳感器可能會發出錯誤警報。
3、電化學式
電化學傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應用在幾乎所有工業場合，電化學氣體傳感器是通過檢測電流來檢測氣體的濃度，分為不需供電的原電池式以及需要供電的可控電位電解式，目前可以檢測許多有毒氣體和氧氣。電化學傳感器的主要優點是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。所能測的氣體種類少，一些有機類的就沒辦法測試，比如苯 甲苯，二甲苯之類。
注意：①某些傳感器要求電極之間存在偏壓。傳感器穩定需要30分鐘至24 小時，并需要三周時間來繼續保持穩定。
②高濕度及高干旱會影響傳感器的使用壽命。瞬間壓力變化可能產生一個暫態的傳感器輸出，也有可能達到誤報警狀態。
4、紅外傳感器
紅外傳感器，利用氣體對紅外色譜吸收的原理，屬于精密型傳感器，它具有相當好的測量針對性。目前主要檢測低碳鏈碳氫化合物和CO2。
5、光離子傳感器PID
有一個紫外光源，化學物質在它的激發下產生正、負離子就能被檢測器輕易探測到。當分子吸收高能紫外線時就產生電離，分子在這種激發下產生負電子并形成正離子。這些電離的微粒產生的電流經過檢測器的放大，就能在儀表上顯示ppm級的濃度。這些離子經過電極后很快就重新組合到一起變成原來的有機分子。在此過程中分子不會有任何損壞。
注意：PID用于檢測能被紫外線電離的氣體，否則無用。