氣體傳感器的分類(lèi)及其技術(shù)原理

氣體傳感器概述：

氣體傳感器是以檢測目標為基礎分類(lèi)出來(lái)的，凡是用于檢測氣體成分和濃度的傳感器都可以被叫做氣體傳感器。因為氣體成分的冗雜性，對氣體傳感器很難進(jìn)行非常精準的分類(lèi)。從檢測對象來(lái)說(shuō)，氣體傳感器的測量對象有氧氣傳感器((常用順磁式、氧化鋯式)、易燃易爆氣體傳感器(常用催化燃燒式、紅外、熱導、半導體式)、有毒氣體傳感器（一般采用電化學(xué)、金屬半導體、光離子化、火焰離子化式）、有害氣體傳感器（常采用紅外、紫外等）和有機揮發(fā)物氣體傳感器等。按照檢測原理不同，主流氣體傳感器可以分為半導體類(lèi)、催化燃燒類(lèi)、電化學(xué)類(lèi)、光學(xué)類(lèi)、固體電解質(zhì)類(lèi)等。

按檢測原理分類(lèi):

1、半導體氣體傳感器

半導體氣體傳感器出現的時(shí)間比較早，廣泛應用于家庭和工廠(chǎng)的可燃氣體泄露檢測報警裝置，適用于甲烷、液化氣、氫氣等氣體的檢測。優(yōu)點(diǎn)是性?xún)r(jià)比高，設計及制造過(guò)程簡(jiǎn)單；而半導體氣體傳感器的缺點(diǎn)也非常明顯，容易受到背景氣體和溫度干擾，工作時(shí)功耗較大、穩定性差、線(xiàn)性差。

2、催化燃燒氣體傳感器

該氣體傳感器也適用于甲烷、液化氣、氫氣等氣體的檢測。和半導體氣體傳感器不同，催化燃燒式傳感器是利用耐高溫鉑金層與可燃氣體接觸，在其表面燃燒以檢測可燃氣體的存在。其優(yōu)點(diǎn)是計量準確、響應快速、壽命較長(cháng);缺點(diǎn)是對可燃氣體無(wú)選擇性，且暗火工作有引燃爆炸的風(fēng)險。

3、電化學(xué)氣體傳感器

電化學(xué)技術(shù)因開(kāi)發(fā)時(shí)間早、成熟度高，市場(chǎng)占有率較高(近60%)，英、德等國家在該領(lǐng)域樹(shù)立了核心地位。氣體傳感器主要有兩種細分傳感器。第一種恒電位電解式傳感器，主要用于檢測毒性氣體。第二種原電池式氣體傳感器，主要用于檢測氧氣，靈敏度極高。

電化學(xué)氣體傳感器具有體積小、功耗低、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在易受干擾，使用壽命短以及穩定性的問(wèn)題。

4、光學(xué)氣體傳感器

光學(xué)傳感器主要有紅外線(xiàn)氣體傳感器、光反應氣體傳感器、光導纖維溫度傳感器三種，原理是通過(guò)對氣體的靈敏度和光譜反應變化傳遞信號，對SO2、CO、CO2、NOx等氣體具有較高的靈敏度。
因開(kāi)發(fā)技術(shù)較晚，技術(shù)難度較高，但在測量精度、抗干擾、使用壽命與穩定性上均有加強，在暖通制冷和空氣質(zhì)量監控、新風(fēng)系統和工業(yè)安全防護、農林畜牧業(yè)生產(chǎn)監控領(lǐng)域有廣泛的應用前景。

5、固體電解質(zhì)氣體傳感器

固體電解質(zhì)氣體傳感器是一種以離子導體為電解質(zhì)的化學(xué)電池。通過(guò)電解質(zhì)和隔膜的配合，在檢測到氣體時(shí)電解質(zhì)中產(chǎn)生電勢差，將氣體信息轉化為電信號并輸出。由于這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，僅次于半導體氣體傳感器。