美國(guó)華瑞氣體檢測(cè)儀氣體傳感器分類

     美國(guó)華瑞作為國(guó)際知名的氣體檢測(cè)儀生產(chǎn)廠家，其中以PID傳感器技術(shù)為代表，國(guó)際市場(chǎng)，今天我們就以美國(guó)華瑞氣體檢測(cè)儀的傳感器為例，對(duì)氣體傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類。

氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過氣體傳感器 對(duì)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。早在上個(gè)世紀(jì)70年代，氣體傳感器就已經(jīng)成為傳感器領(lǐng)域一個(gè)大系，屬于化學(xué) 傳感器一個(gè)分支。目前流行于市場(chǎng)氣體傳感器大約有如下一些種類：

1、催化燃燒式氣體傳感器

這種傳感器是白金電阻表面制備耐高溫催化劑層，一定溫度下，可燃性氣體其表面催化燃燒，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函數(shù)。 催化燃燒式氣體傳感器選擇性檢測(cè)可燃性氣體：凡是可以燃燒，都能夠檢測(cè)；凡是不能燃燒，傳感器都沒有任何響應(yīng)。當(dāng)然，『凡是可以燃燒，都能夠檢測(cè)』這一句有很多例外，， 總來講，上述選擇性是成立。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)。傳感器輸出與環(huán)境爆炸危險(xiǎn) 直接相關(guān)，安全檢測(cè)領(lǐng)域是一類主導(dǎo)位傳感器。缺點(diǎn)：可燃性氣體范圍內(nèi)，無選擇性。暗火工作，有引燃爆炸危險(xiǎn)。大部分元素有機(jī) 蒸汽對(duì)傳感器都有中毒作用。

2、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，一定溫度下，電導(dǎo)率環(huán)境氣體成份變化而變化 原理制造。比如，酒精傳感器，就是利用二氧化錫高溫下遇到酒精氣體時(shí)，電阻會(huì)急劇減小 原理制備。半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效用于：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)需求。下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功：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)量傳感器可以滿足工業(yè)檢測(cè)需要。缺點(diǎn)：穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大；尤其，每一種傳感器選擇性都唯一，輸出參數(shù)能確定，宜應(yīng)用于計(jì)量準(zhǔn)確要求場(chǎng)所。

3、電化學(xué)式氣體傳感器

（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?cè)硇型覀冇酶呻姵?，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。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(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 原理與原電池型傳感器不一樣，它電化學(xué)反應(yīng)是電流強(qiáng)制下發(fā)生，是一種真正庫(kù)侖分析傳感 器。這種傳感器已經(jīng)成功用于：一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體檢測(cè)之中，是 目前有毒有害氣體檢測(cè)主流傳感器。

（3）、濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性氣體電化學(xué)電池兩側(cè)，會(huì)自發(fā)形成濃 差電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)大小與氣體濃度有關(guān)，這種傳感器成功實(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)量氧氣濃度傳感器利用電化池中極限電流與 載流子濃度相關(guān)原理制備氧（氣）濃度傳感器，用于汽車氧氣檢測(cè)，和鋼水中氧濃度檢測(cè)。

        以上三種氣體傳感器是目前市場(chǎng)上使用多的集中類型的傳感器，廣泛用于各個(gè)氣體檢測(cè)儀廠家。隨著技術(shù)的進(jìn)步，新材料的應(yīng)用技術(shù)成熟，科學(xué)家發(fā)明了更多的氣體傳感器。世界著名的生產(chǎn)傳感器廠家如英國(guó)CITY公司、德國(guó)德爾格公司、美國(guó)華瑞公司，其中美國(guó)華瑞公司尤其以PID傳感器技術(shù)見長(zhǎng)，一直稱霸于VOC氣體檢測(cè)儀領(lǐng)域。

4、熱導(dǎo)池式氣體傳感器

高濃度甲烷檢測(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，全世界各都有制造商。產(chǎn)品質(zhì)量全世界大同小異。

5、磁性氧氣傳感器

這是磁性氧氣分析儀核心，目前也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“傳感器化”進(jìn)程。 它是利用空氣中氧氣可以被強(qiáng)磁場(chǎng)吸引原理制備。這種傳感器只能用于氧氣檢測(cè)，選擇性極好。大氣環(huán)境中氮氧化物能夠產(chǎn)生微小影響， 這些干擾氣體含量往往很少，，磁氧分析技術(shù)選擇性幾乎是唯一！

6、紅外線氣體傳感器

大部分氣體中紅外區(qū)都有特征吸收峰，檢測(cè)特征吸收峰位置吸收情況，就可以確定某氣體濃度。這種傳感器過去都是大型分析儀器，近些年，以 MEMS 技術(shù)為基礎(chǔ)傳感器工業(yè)發(fā)展，這 種傳感器體積已經(jīng)由 10 升，45 公斤巨無霸，減小到 2 毫升（拇指大?。┳笥?。使用無需調(diào) 制光源紅外探測(cè)器使儀器完全沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，完全實(shí)現(xiàn)免維護(hù)化。這種傳感器成功用于：二氧化碳、甲烷檢測(cè)。目前這種“傳感器”供應(yīng)商歐洲！中國(guó)這一領(lǐng)域目前是“半”空白！另外，以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)光學(xué)傳感器發(fā)展迅猛，盡管還沒有對(duì)電子傳感器構(gòu)成絕對(duì)“威 脅”，其特有優(yōu)勢(shì)，或許有一天大放異彩。