煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)——氣體傳感器介紹

    新澤儀器開課啦：今天給大家介紹丨煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)——氣體傳感器介紹

    隨著人們生活水平的提高和對環(huán)保的日益重視，對大氣污染、工業(yè)廢氣的監(jiān)控的檢測提出了更高的要求，作為感官或信號輸入部分之一的氣體傳感器是必不可少的。氣體傳感器能夠?qū)崟r對各種氣體進行檢測和分析，具有靈敏度高，響應(yīng)時間短等優(yōu)點；加上微電子、微加工技術(shù)和自動化、智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，使得氣體傳感器在大氣污染、工業(yè)廢氣污染監(jiān)測中使用越來越廣泛。

    氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)（氣體分析儀）的核心，通常安裝在分析儀內(nèi)。也會有置于待監(jiān)測氣體環(huán)境中的傳感器。從本質(zhì)上講，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。氣體傳感器主要用于針對某種特定氣體進行檢測，測量該氣體在傳感器的濃度。

    那氣體傳感器如何分類呢？

    從檢測氣體種類上，通常分為可燃氣體傳感器（催化燃燒式、紅外、熱導(dǎo)、半導(dǎo)體式）、有毒氣體傳感器（電化學(xué)、金屬半導(dǎo)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）、氧氣（電化學(xué)、順磁式、氧化鋯式）等其它類傳感器。

    從獲得氣體樣品的方式上，通常分為擴散式氣體傳感器（即傳感器直接安裝在被測對象環(huán)境中，實測氣體通過自然擴散與傳感器檢測元件直接接觸）、吸入式氣體傳感器（是指通過采樣泵等手段，將待測氣體引入傳感器檢測元件中進行檢測。）

    按傳感器檢測原理，通常分為熱導(dǎo)氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器、磁學(xué)式氣體傳感器、光學(xué)式氣體傳感器、半導(dǎo)體式氣體傳感器、氣相色譜式氣體傳感器等。

    其中熱導(dǎo)式是利用氣體的熱導(dǎo)率，通過對其中熱敏元件電阻的變化來測量一種或幾種氣體組分濃度的，即通過混合氣體之導(dǎo)熱率的測量來決定混合氣體中某種氣體的含量。一般監(jiān)測氣體為氫氣或氬氣。

    紅外氣體傳感器是由一個完整的紅外氣體傳感器由紅外光源、光學(xué)腔體、紅外探測器和信號調(diào)理電路構(gòu)成。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，當有氣體時，對紅外光產(chǎn)生吸收，接收到的紅外光就會減少，從而檢測出氣體含量。一般監(jiān)測氣體為CO、CO2、CH4、N2O等。

    電化學(xué)氧氣分析儀的的核心原件是一個電化學(xué)氧氣傳感器。常見的電化學(xué)氧氣傳感器由一個傳感電極（或工作電極）和一個對電極組成，兩個電極間有一層薄薄的電解液。要檢測的氣體先通過一個小的毛細口傳感器，然后通過一個疏水膜擴散進入，最終到達電極表面。傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計保證會有適量的氣體進入與感應(yīng)電極反應(yīng)產(chǎn)生足夠的電信號，并同時防止電解液泄漏出傳感器。通過疏水膜擴散進入傳感器里的氣體在感應(yīng)電極發(fā)生氧化/還原反應(yīng)，電極間連接一個電阻，這樣，陰極和陽極間會產(chǎn)生一個與氧濃度成正比的電流。通過檢測這個電流，就反應(yīng)出氣體中的氧濃度。