氣體檢測(cè)儀傳感器原理

氣體檢測(cè)儀傳感器原理

一、電化學(xué)原理

   1、原理介紹：

      ①恒定電位電解型。這種方式是目前有毒汽體檢測(cè)儀使用zui多的，比如一氧化碳檢測(cè)儀。它是通過在電解質(zhì)內(nèi)安裝恒定電位的工作電極，氣體在工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，再對(duì)電極發(fā)生還原或氧化反應(yīng)，電極的電位發(fā)生變化，形成的電流與氣體濃度成一定比例，zui后得出濃度值。
　　  ②原電池型。這類原理如同干電池，只不過電池是碳錳電極，而這里是氣體電極，氣體在陰極被還原，形成的電子再到陽極對(duì)鉛金屬氧化，形成的電流與氣體濃度成正比，同樣也是通過電流來計(jì)算氣體的濃度。
　　  ③濃差電池型。被測(cè)氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè)，會(huì)自主形成濃差電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的大小與氣體的濃度有關(guān)，這類傳感器使用zui多就是二氧化碳的檢測(cè)。
　　  ④極限電流型。這種方式主要是氧氣傳感器，用于汽車的氧氣檢測(cè)，是汽車必備儀器。通過氣體擴(kuò)散控制供給陰極的氧而得到極限電流，再通過極限電流來計(jì)算氧氣的濃度。

      總結(jié)一句話：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電信號(hào)與濃度能正比。

   2、備注：

      ①電化學(xué)原理主要用于有毒有害氣體檢測(cè)

   3、傳感器特點(diǎn)：

      穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高、響應(yīng)快

二、熱傳導(dǎo)原理

   1、原理介紹：

  熱傳導(dǎo)式氣體傳感器根據(jù)混合氣體的總導(dǎo)熱系數(shù)隨待分析氣體的含量不同而改變的原理制成，由檢測(cè)元件和補(bǔ)償元件配對(duì)組成電橋的兩個(gè)臂，遇熱導(dǎo)系數(shù)比空氣大的氣體時(shí)檢測(cè)元件電阻變小，遇熱導(dǎo)系數(shù)比空氣小的氣體時(shí)檢測(cè)元件電阻變大（空氣背景），橋路輸出電壓變化，該電壓變量隨氣體濃度增大而成正比例增大，補(bǔ)償元件起參比及溫度補(bǔ)償作用。

2、備注

   ①可用戶絕大多數(shù)氣體檢測(cè)，比如可燃?xì)狻⒂卸酒w、惰性氣體等

3、特點(diǎn)：

   ①檢測(cè)范圍大，可達(dá)到0-100%VOL

   ②穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命長

   ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜

   ④精度低

三、催化燃燒式（接觸燃燒式）

   1、原理介紹：

      催化燃燒原理傳感器包括一個(gè)惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，電橋測(cè)量橋（鉑金絲電橋）上涂有催化劑。測(cè)量時(shí)，在參比和測(cè)量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1 = V2，輸出為零。 如果有可燃?xì)怏w存在，它的燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱量，電橋溫度升高、電阻發(fā)生變化，而參比橋不變。兩個(gè)電橋之間產(chǎn)生壓差，輸出一個(gè)電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)值同被測(cè)氣體的濃度成正比。

   2、備注：

      ①催化燃燒原理主要是用于可燃性氣體檢測(cè)

      ②催化燃燒檢測(cè)可燃?xì)獗仨毷窃谟醒醐h(huán)境下才能進(jìn)行

      ③當(dāng)環(huán)境中存在含硅、氯、硫的化合物時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象，使檢測(cè)的靈敏度嚴(yán)重降低甚至造成傳感器失效。

      ④只能用于可燃?xì)鉁y(cè)爆，高濃度可燃?xì)饣虻蜐舛瓤扇細(xì)舛伎赡茉斐蓚鞲衅鲹p壞或傳感器靈敏度大幅度下降。

   3、傳感器特點(diǎn)：

      穩(wěn)定性較差，但價(jià)格很低。市面上zui常用的可燃性氣體檢測(cè)原理。

四、半導(dǎo)體原理

   1、原理介紹：

      半導(dǎo)體式氣體檢測(cè)儀是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料，在一定溫度下，電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理制造的。比如，酒精傳感器，就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時(shí)，電阻會(huì)急劇減小的原理制備的。

   2、備注：

      ①可用于可燃性氣體、有毒有害氣體檢測(cè)

   3、特點(diǎn)：

      優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕，但精度稍低

五、紅外檢測(cè)原理

   1、原理介紹

      非色散紅外原理（不分光紅外原理）NDIR：非色散紅外原理是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個(gè)很小波段的光譜線，被檢測(cè)的氣體對(duì)這個(gè)很小波段的光譜線吸收。這樣的傳感器一般包括：一個(gè)紅外發(fā)射光源、光通路(吸收區(qū))、2個(gè)濾光片分光(1個(gè)檢測(cè)被測(cè)氣體需要的光譜波段、另1個(gè)作為不被被測(cè)氣體吸收的參比光譜波段)和接收轉(zhuǎn)換器幾個(gè)部分。

   2、備注：

      主要用戶可燃性氣體和CO2氣體的檢測(cè)

   3、特點(diǎn)：

      ①價(jià)格較貴

      ②可用于無氧環(huán)境或惰性氣體環(huán)境下可燃?xì)怏w檢測(cè)

      ③使用壽命長，傳感器穩(wěn)定性強(qiáng)