氣體檢測(cè)儀的傳感器分類

1、半導(dǎo)體式氣體傳感器　　它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。　　半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測(cè)。尤其是，這種傳感器成本低廉，適宜于民用氣體檢測(cè)的需求?！　∠铝袔追N半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功的：甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類，肼類)。高質(zhì)量的傳感器可以滿足工業(yè)檢測(cè)的需要?！　∪秉c(diǎn)：穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大；尤其，每一種傳感器的選擇性都不是唯一的，輸出參數(shù)也不能確定。因此，不宜應(yīng)用于計(jì)量準(zhǔn)確要求的場(chǎng)所?！　∧壳斑@種傳感器的主要供應(yīng)商在日本(發(fā)明者)，其次是中國(guó)，最近有新加入了韓國(guó)，其他國(guó)家如美國(guó)在這方面也有相當(dāng)?shù)墓ぷ?，但是始終沒有匯入主流！中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域投入的人力和時(shí)間都不亞于日本，但是由于多年來國(guó)家政策導(dǎo)向以及社會(huì)信息閉塞等原因，我國(guó)流行于市場(chǎng)的半導(dǎo)體式氣體傳感器性能質(zhì)量都遠(yuǎn)遜于日本產(chǎn)品，相信，隨著市場(chǎng)進(jìn)步，民營(yíng)資本的進(jìn)一步興起，中國(guó)產(chǎn)的半導(dǎo)體式氣體傳感器達(dá)到和超越日本水平已經(jīng)指日可待　　2、催化燃燒式氣體傳感器　　這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐高溫的催化劑層，在一定的溫度下，可燃性氣體在其表面催化燃燒，燃燒是白金電阻溫度升高，電阻變化，變化值是可燃性氣體濃度的函數(shù)?！　〈呋紵綒怏w傳感器選擇性地檢測(cè)可燃性氣體：凡是可以燃燒的，都能夠檢測(cè)；凡是不能燃燒的，傳感器都沒有任何響應(yīng)。當(dāng)然，凡是可以燃燒的，都能夠檢測(cè)這一句有很多例外，但是，總的來講，上述選擇性是成立的。　　催化燃燒式氣體傳感器計(jì)量準(zhǔn)確，響應(yīng)快速，壽命較長(zhǎng)。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險(xiǎn)直接相關(guān)，在安全檢測(cè)領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器?！　∪秉c(diǎn)：在可燃性氣體范圍內(nèi)，無選擇性。暗火工作，有引燃爆炸的危險(xiǎn)。大部分元素有機(jī)蒸汽對(duì)傳感器都有中毒作用?！　∧壳斑@種傳感器的主要供應(yīng)商在中國(guó)、日本、英國(guó)(發(fā)明國(guó))！目前中國(guó)是這種傳感器的最大用戶(煤礦)，也擁有最佳的傳感器生產(chǎn)技術(shù)，盡管不斷有各種各樣的代理商在宣傳上干擾社會(huì)對(duì)這種傳感器的認(rèn)識(shí)，但是畢竟，催化燃燒式氣體傳感器的主流制造商在國(guó)內(nèi)。　　3、熱導(dǎo)池式氣體傳感器　　每一種氣體，都有自己特定的熱導(dǎo)率，當(dāng)兩個(gè)和多個(gè)氣體的熱導(dǎo)率差別較大時(shí)，可以利用熱導(dǎo)元件，分辨其中一個(gè)組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用于氫氣的檢測(cè)、二氧化碳的檢測(cè)、高濃度甲烷的檢測(cè)。這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄，限制因素較多。這是一種老式產(chǎn)品，全世界各地都有制造商。產(chǎn)品質(zhì)量全世界大同小異。　　4、電化學(xué)式氣體傳感器　　它相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性，可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng)，可以分辨氣體成份、檢測(cè)氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類：　　(1)、原電池型氣體傳感器(也稱：加伏尼電池型氣體傳感器，也有稱燃料電池型氣體傳感器，也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器)，他們的原理行同我們用的干電池，只是，電池的碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例，氧在陰極被還原，電子通過電流表流到陽極，在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測(cè)氧氣、二氧化硫、氯氣等?！　?2)、恒定電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢測(cè)還原性氣體非常有效，它的原理與原電池型傳感器不一樣，它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強(qiáng)制下發(fā)生的，是一種真正的庫(kù)侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于：一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測(cè)之中，是目前有毒有害氣體檢測(cè)的主流傳感器?！　?3)、濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè)，會(huì)自發(fā)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)，這種傳感器的成功實(shí)例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器?！　?4)、極限電流型氣體傳感器，有一種測(cè)量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧(氣)濃度傳感器，用于汽車的氧氣檢測(cè)，和鋼水中氧濃度檢測(cè)。　　目前這種傳感器的主要供應(yīng)商遍布全世界，主要在德國(guó)、日本、美國(guó)，最近新加入幾個(gè)歐洲供應(yīng)商：英國(guó)、瑞士等。中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域起步很早，但是產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程效果不佳?！　?、紅外線氣體傳感器　　大部分的氣體在中紅外區(qū)都有特征吸收峰，檢測(cè)特征吸收峰位置的吸收情況，就可以確定某氣體的濃度。這種傳感器過去都是大型的分析儀器，但是近些年，隨著以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器工業(yè)的發(fā)展，這種傳感器的體積已經(jīng)由10升，45公斤的巨無霸，減小到2毫升(拇指大小)左右。使用無需調(diào)制光源的紅外探測(cè)器使得儀器完全沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，完全實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化。　　紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類，準(zhǔn)確測(cè)定氣體濃度?！　∵@種傳感器成功的用于：二氧化碳、甲烷的檢測(cè)。目前這種“傳感器”的供應(yīng)商在歐洲！中國(guó)在這一領(lǐng)域目前是“半”空白！　　6、磁性氧氣傳感器　　這是磁性氧氣分析儀的核心，但是目前也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“傳感器化”進(jìn)程。　　它是利用空氣中的氧氣可以被強(qiáng)磁場(chǎng)吸引的原理制備的。這種傳感器只能用于氧氣的檢測(cè)，選擇性極好。大氣環(huán)境中只有氮氧化物能夠產(chǎn)生微小的影響，但是由于這些干擾氣體的含量往往很少，所以，磁氧分析技術(shù)的選擇性幾乎是唯一的！　　7、其他　　近年來，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，氣體傳感器技術(shù)也在不斷發(fā)生著相應(yīng)的革命。氣體傳感器的種類也在隨著增添新丁?！　〉?，有些傳感器是否應(yīng)該列在氣體傳感器名下頗有爭(zhēng)議，比如：PID檢測(cè)器，盡管也是用于氣體的檢測(cè)，盡管體積一樣小巧，但是，由于不能真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化，因此，這種裝備，無論體積有多小，都應(yīng)該列在“檢測(cè)儀器”的名下。