氣體檢測儀的技術(shù)原理小百科

氣體檢測儀是一種專(zhuān)門(mén)用于氣體安全濃度檢測的檢測儀器，它工作原理主要是通過(guò)氣體傳感器把采集的物理或者化學(xué)非電信號轉化為電信號，再通過(guò)外部電路對以上電信號整流、濾波等處理，并通過(guò)這些處理以后的信號控制相應的模塊實(shí)現氣體濃度的檢測。不過(guò)氣體檢測儀的核心是內置氣體傳感器部件，它根據檢測氣體的不同，其區分的檢測技術(shù)原理也是不一樣的，例如氣體檢測儀常見(jiàn)技術(shù)原理有催化燃燒、電化學(xué)、紅外、PID、熱傳導、光學(xué)波導等原理，那么大家知道他們之間有什么功能特性的不同嘛？下面由精訊暢通小編來(lái)介紹一下。

1.催化燃燒技術(shù)原理

催化燃燒氣體檢測儀技術(shù)原理，它是采用惠斯通電橋的原理，由檢測元件和補償元件配對組成電橋的一個(gè)臂，遇可燃性氣體時(shí)檢測元件敏感體表面發(fā)生無(wú)焰燃燒，敏感體溫度升高，感溫材料電阻增加，橋路輸出電壓變大，該電壓變化量隨氣體濃度增加而成正比例增加，根據測定電橋輸出信號的變化量大小就可以判定檢測氣體的濃度。

優(yōu)點(diǎn)：催化燃燒氣體檢測儀具有輸出信號線(xiàn)性好、指數可靠、價(jià)格低廉、與其他非可燃氣體無(wú)交叉干擾等特點(diǎn)。

2.半導體技術(shù)原理

半導體氣體檢測儀技術(shù)原理，它利用被測氣體的吸附作用改變半導體的電導率，通過(guò)電流變化的比較激勵報警電路。 半導體氣體傳感器在測量時(shí)受到環(huán)境的很大影響，因此輸出線(xiàn)性不穩定。半導體氣體傳感器由于其反應非常靈敏，目前廣泛使用的領(lǐng)域是測量氣體的微泄漏現象。

3.電化學(xué)技術(shù)原理

電化學(xué)氣體檢測儀，它是通過(guò)傳感器與被測氣體發(fā)生反應并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來(lái)工作。被測氣體首先通過(guò)微小的毛管型開(kāi)孔與傳感器發(fā)生反應，然后是憎水屏障，最終到達電極表面。其次允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應，以形成充分的電信號，同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。穿過(guò)屏障擴散的氣體與傳感電極發(fā)生反應，傳感電極可采用氧化機理或還原機理。

這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進(jìn)行催化，通過(guò)電極間連接的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會(huì )在正極與負極間流動(dòng)。測量電流即可確定氣體濃度。

優(yōu)點(diǎn)：電化學(xué)氣體檢測儀耗電小、線(xiàn)性和重復性好、壽命長(cháng)以及良好的挑選性和高靈敏度等特點(diǎn)，目前幾乎廣泛應用于實(shí)驗室領(lǐng)域，電化學(xué)氣體傳感器是通過(guò)檢測電流來(lái)檢測氣體的濃度，目前電化學(xué)氣體檢測儀是檢測有毒有害氣體最常見(jiàn)和最成熟的檢測技術(shù)。

4.紅外線(xiàn)技術(shù)原理

紅外線(xiàn)氣體檢測儀技術(shù)原理，它是是依據朗伯-比爾定律，其物理定律是當一束平行單色光垂直通過(guò)某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時(shí),其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。紅外線(xiàn)氣體檢測儀常用的紅外線(xiàn)波長(cháng)為2~12μm，簡(jiǎn)單說(shuō)，紅外線(xiàn)氣體檢測儀原理就是將待測氣體連續不斷的通過(guò)一定長(cháng)度和容積的容器，從容器可以透光的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面側邊射入一束紅外光，然后在另一個(gè)端面測定紅外線(xiàn)的輻射強度，最后依據紅外線(xiàn)的吸收與吸光物質(zhì)的濃度成正比就可知道被測氣體的濃度大小。

特點(diǎn)：紅外線(xiàn)氣體檢測儀具有很高的監測靈敏度，PPM級氣體濃度有微小變化都能分辨出來(lái)。它測量范圍寬：可分析氣體上限達100%VOL，并且進(jìn)行精細化處理后，還可以進(jìn)行測量 ppb級氣體的分析。

紅外線(xiàn)氣體檢測儀一般主要適用于測甲烷、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、氨氣、乙醇、苯等氣體的檢測。還可以檢測絕大多數有機物(HC)，有機揮發(fā)性混合物(VOC)等氣體。

5.PID技術(shù)原理

光離子PID氣體檢測儀技術(shù)原理，它是通過(guò)一個(gè)紫外光源，化學(xué)物質(zhì)在它的激發(fā)下產(chǎn)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(xiàn)時(shí)就產(chǎn)生電離，分子在這種激發(fā)下產(chǎn)生負電子并構成正離子。這些電離的微粒產(chǎn)生的電流通過(guò)檢測器的放大，就能在外表上顯現ppm級的濃度。這些離子通過(guò)電極后很快就重新組合到一同變成原來(lái)的有機分子。在此進(jìn)程中分子不會(huì )有任何損壞。

優(yōu)點(diǎn)：光離子PID氣體檢測儀具有很高的靈敏度，它可以測量ppb水平的VOC，具有快速響應和快速響應時(shí)間。它可以測量大多數VOC和TVOC氣體。

6.熱傳導技術(shù)原理

熱傳導氣體檢測儀是一種新型測可燃氣體的檢測原理，它主要是通過(guò)測量混合氣體熱導率的變化量來(lái)實(shí)現分析被測氣體的濃度大小。通常熱傳導氣體傳感器導熱系數的差異通過(guò)電路轉化為電阻的變化，傳統的檢測方法是將待測氣體送入氣室，氣室的中心是熱敏元件，如熱敏電阻、鉑絲或鎢絲，加熱到一定溫度，把混合氣體熱導率的變化轉化為熱敏元件電阻的變化，電阻值的變化時(shí)比較容易精確測量出來(lái)的。

當待檢測氣體的熱導率高時(shí)，熱量將更容易從熱敏元件中消散，并且其電阻將減小;可通過(guò)對熱敏元件電阻的測量便可得知混合氣體熱導率的變化量，從而可分析出被測氣體的濃度大小。

優(yōu)點(diǎn)：熱傳導氣體檢測儀一般廣泛用于測可燃易爆性氣體，或者也是可以適用測個(gè)別一些有毒有害氣體，其優(yōu)點(diǎn)一是檢測范圍大，最高能檢測氣體濃度達到100%VOL，其優(yōu)點(diǎn)二具有較高的穩定性和可靠性，工作穩定性好、使用壽命長(cháng)、不存在容易發(fā)生老化的問(wèn)題。

熱傳導氣體檢測儀技術(shù)原理廣泛適用檢測高濃度甲烷、氫氣、乙炔、丙烷、氦氣、光氣、氬氣、笑氣等氣體。

7.光學(xué)波導技術(shù)原理

光學(xué)波導氣體檢測儀技術(shù)原理，它是通過(guò)玻璃光波導面固定對某一種被測氣體有選擇性響應的敏感試劑，來(lái)制作的薄膜光波導氣體傳感器。首先利用離子交換法可以制備出折射率平穩變化的光波導，然后通過(guò)玻璃基板表面附近結合比較弱的或可移動(dòng)的離子與玻璃表面的半徑較小離子進(jìn)行交換，可以形成折射率略高于基板的導波。

接著(zhù)將篩選具有一定選擇性的敏感材料，通過(guò)旋轉甩涂法或者提拉法固定在玻璃光波導表面，制作薄膜玻璃光波導傳感元件，將薄膜玻璃光波導傳感元件安裝在光波導檢測系統中對氣體進(jìn)行檢測，當敏感層與被測氣體相互按觸時(shí)，氣敏改變敏感薄膜的光學(xué)參數，進(jìn)而引起臨近波傳播模式的改變,導致輸出光強度的變化。最終光學(xué)波導氣體檢測儀的輸出光強度變化程度，與被測氣體濃度有關(guān)，因此，檢測輸出光強度的變化就可以獲得被測氣體濃度的有關(guān)信息。

優(yōu)點(diǎn)：光學(xué)波導氣體檢測儀具有精度高、穩定性強、抗干擾能力強、分辨率等特點(diǎn)，能夠實(shí)時(shí)對空氣中的PPM級氣體分子進(jìn)行捕捉，并實(shí)時(shí)反饋監測數值。其唯一的缺點(diǎn)就是產(chǎn)品的成本會(huì )比較高，可能對于各行業(yè)的應用上并不多。

光學(xué)波導氣體檢測儀一般適用檢測一氧化氮、二氧化氮、臭氧、硫化氫、氨氣、一氧化碳、二氧化硫、三甲胺、氯氣、氯化氫、氯化氫等等氣體。

8.激光技術(shù)原理

激光氣體檢測儀技術(shù)原理，它是一種基于可調諧半導體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)的傳感器，TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的縮寫(xiě)，激光氣體檢測儀主要是利用可調諧半導體激光器的窄線(xiàn)寬和波長(cháng)隨注入電流改變的特性，通過(guò)調制激光器的波長(cháng)，使激光器的波長(cháng)掃描過(guò)被測氣體分子的吸收峰，從而基于朗伯比爾(Lambert-Beer)定律，使氣體分子對被調制的激光進(jìn)行吸收，從而根據吸收量實(shí)現對氣體分子濃度的測量。

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