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各種氣體傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

2018-1-13 16:11:17

氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分。

常見的氣體傳感器包括電化學(xué)氣體傳感器，催化燃燒氣體傳感器，半導(dǎo)體氣體傳感器，紅外氣體傳感器等。不同類型的傳感器由于原理和結(jié)構(gòu)不同，性能、使用方法、適用氣體、適用場合也不盡相同。今天，小編就為大家羅列一下常見的氣體傳感器種類，希望能對大家有所幫助。

一、電化學(xué)氣體傳感器：相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體，比如硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等，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、檢測氣體濃度。電化學(xué)傳感器正是基于這種原理。電化學(xué)傳感器擁有很多子類：

①：原電池型氣體傳感器：這種傳感器也被稱為加伏尼電池型氣體傳感器，或燃料電池型氣體傳感器、自發(fā)電池型氣體傳感器。他們原理與我們?nèi)粘Ｊ褂玫母呻姵叵嗤徊贿^電池碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例，氧陰極被還原，電子電流表流到陽極，那里鉛金屬被氧化。因此電流大小與氧氣濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等氣體。

②：濃差電池型氣體傳感器：這種傳感器具有電化學(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，電動(dòng)勢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)型二氧化碳檢測儀。

③：極限電流型氣體傳感器：這是一種測量氧氣濃度的傳感器，工作原理是基于穩(wěn)定氧化鋅固體電解質(zhì)的氧泵作用，通過氣體擴(kuò)散控制供給陰極的氧而得到極限電流。這種傳感器目前主要用于鍋爐的燃燒控制、鋼水中氧氣濃度檢測，以及汽車的氧氣檢測。

二、半導(dǎo)體式氣體傳感器：半導(dǎo)體式氣體傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反映，導(dǎo)致敏感元件阻值變化：氧氣等具有負(fù)離子吸附傾向的氣體，被成為氧化型氣體——電子接收型氣體；氫、碳氧化合物、醇類等具有正離子吸附傾向的氣體，被稱為還原型氣體——電子供給型氣體。

三、催化燃燒式氣體傳感器：這種傳感器實(shí)際上是基于鉑電阻溫度傳感器的一種氣體傳感器，即在鉑電阻表面制備耐高溫催化劑層，在一定溫度下，可燃?xì)怏w在表面催化燃燒，因此鉑電阻溫度升高，導(dǎo)致電阻的阻值變化。

四、光離子化氣體傳感器：通常被稱為PID，即Photoionization Detector的縮寫（儀控君在此特別提示，此PID不是比例微分積分）。這是一種具有極高靈敏度，用途廣泛的檢測器，可以檢測從10ppb到較高濃度的10000ppm的揮發(fā)性有機(jī)物和其他有毒氣體。許多有害物質(zhì)都含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，PID對揮發(fā)性有機(jī)化合物靈敏度很高。

五、紅外氣體傳感器：這種傳感器利用氣體對特定頻率的紅外光譜的吸收作用制成。紅外光從發(fā)射端射向接收端，當(dāng)有氣體時(shí)，對紅外光產(chǎn)生吸收，接收到的紅外光就會(huì)減少，從而檢測出氣體含量。目前較先進(jìn)的紅外式采用雙波長、雙接收器，使檢測更準(zhǔn)確、可靠。

它的優(yōu)點(diǎn)是：選擇性好，只檢測特定波長的氣體，可以根據(jù)氣體定制；采用光學(xué)檢測方式，不易受有害氣體的影響而中毒、老化；響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好；利用物理特性，沒有化學(xué)反應(yīng)，防爆性好；信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)；使用壽命長；測量精度高。

缺點(diǎn)是：測量范圍窄，只能檢測(c1。c5)的碳?xì)浠衔铮慌禄覊m、潮濕，現(xiàn)場環(huán)境要好，需要定期對反射鏡面上的灰塵進(jìn)行清潔維護(hù)；現(xiàn)場有氣流時(shí)無法檢測；價(jià)格較高。

六、超聲波氣體探測器：這種氣體探測器比較特殊，其原理是當(dāng)氣體通過很小的泄漏孔從高壓端向低壓端泄漏時(shí)，就會(huì)形成湍流，產(chǎn)生振動(dòng)。典型的湍流氣流會(huì)在差壓高于0.2MPa時(shí)變成因素，超過0.2MPa就會(huì)產(chǎn)生超聲波。湍流分子互相碰撞產(chǎn)生熱能和振動(dòng)。熱能快速分散，但振動(dòng)會(huì)被傳送到相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。超聲波探測器就是通過接收超聲波判斷是否有空氣泄漏

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