什么是氣體傳感器呢？顧名思義，氣體傳感器就是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應電信號的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調(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。

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附近是否存在，或在傳感器附近空氣中的含量。因此，在安全系統(tǒng)中，氣體傳感器通常都是的。這些氣體傳感器可以為安全系統(tǒng)提供可燃、易燃和有毒氣體的信息，以及區(qū)域內(nèi)氧氣的消耗，二氧化碳的比例等。

目前常見的氣體傳感器包括電化學氣體傳感器，催化燃燒氣體傳感器，半導體氣體傳感器，紅外氣體傳感器等。不同類型的氣體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。

電化學氣體傳感器

相當一部分的可燃性的、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，都有電化學活性，可以被電化學氧化或者還原。利用這些反應，可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學氣體傳感器正是基于這種原理。

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?，只不過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。

極限電流型氣體傳感器

這是一種測量氧氣濃度的氣體傳感器，工作原理是基于穩(wěn)定氧化鋅固體電解質(zhì)的氧泵作用，通過氣體擴散控制供給陰極的氧而得到極限電流。這種氣體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。

恒定電位電解池型氣體傳感器

這種氣體傳感器用于檢測還原性氣體非常有效，它原理與原電池型傳感器不一樣，電化學反應是電流強制下發(fā)生，是一種真正庫侖分析傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功用于一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼等氣體檢測之中，是目前有毒有害氣體檢測主流氣體傳感器。

注：庫侖分析是指根據(jù)電解過程中消耗的電量，由法拉第定律來確定被測物質(zhì)含量的方法。

濃差電池型氣體傳感器

這種傳感器具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側(cè)，會自發(fā)形成濃差電動勢，電動勢的大小與氣體的濃度有關(guān)，這種氣體傳感器的成功實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。

半導體式氣體傳感器

半導體式氣體傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化和還原反映，導致敏感元件阻值變化：

氧氣等具有負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。

當氧化（還原）型氣體吸附到N（P）型半導體上，半導體的載流子減少（增多），電阻率上升（下降）；吸附到P（N）型半導體上，半導體的載流子增多（減少），電阻率下降（上升）。（可以看出氧化和還原型半導體是截然相反的）因此從這些性質(zhì)可以有效的檢測出對應的氣體。

半導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。尤其是，這種傳感器成本低廉，可以同時滿足工業(yè)與民用的需求。

缺點：穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大，不宜應用于計量準確要求場所。

催化燃燒式氣體傳感器

這種傳感器實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，可燃氣體在表面催化燃燒，因此鉑電阻溫度升高，導致電阻的阻值變化。

由于催化燃燒式氣體傳感器鉑電阻外通常由多孔陶瓷構(gòu)成陶瓷珠包裹，因此這種傳感器通常也被成為催化珠氣體傳感器。理論上這種傳感器可以檢測所有可以燃燒的氣體，但實際應用中有很多例外。這種氣體傳感器通?？梢杂糜跈z測空氣中的甲烷、LPG、丙酮等可燃氣體。

基于鉑電阻優(yōu)良的溫度特性，這種傳感器具有計量準確，響應快速。傳感器輸出與環(huán)境爆炸危險直接相關(guān)，安全檢測領(lǐng)域是一類主導位氣體傳感器。

缺點是需要在充足的氧氣環(huán)境中工作（畢竟需要燃燒）；暗火工作，有引燃爆炸危險；大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用；由于催化劑不斷消耗，零點和量程會發(fā)生漂移，需要頻繁的標定和調(diào)節(jié)。

光離子化氣體傳感器

光離子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)性有機物和其他有毒氣體。許多有害物質(zhì)都含有揮發(fā)性有機化合物，PID對揮發(fā)性有機化合物靈敏度很高。

PID使用了一個紫外光源，通過離子化，即將有機物分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子，檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負電荷，并將其轉(zhuǎn)化為電流信號實現(xiàn)氣體濃度的測量。當被測氣體吸收高能量的紫外光時，氣體分子受紫外光的激發(fā)暫時失去電子成為帶正電荷的離子，氣體離子在檢測器的電極上被測出，根據(jù)電極產(chǎn)生的電位檢測出氣體濃度，檢測后，離子很快又與電子結(jié)合重新組成原來的氣體分子。

PID可檢測芳香烴類、酮類、醛類、氯代烴類、胺及胺類化合物和不飽和烴類。

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。目前較的紅外式采用雙波長、雙接收器，使檢測更準確、可靠。

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

缺點是：測量范圍窄，只能檢測（c1。c5）的碳氫化合物；怕灰塵、潮濕，現(xiàn)場環(huán)境要好，需要定期對反射鏡面上的灰塵進行清潔維護；現(xiàn)場有氣流時無法檢測；價格較高。

固體電解質(zhì)氣體傳感器

固體電解質(zhì)氣體傳感器是指以固體電解質(zhì)作為傳感材料的氣體傳感器，常用的固體電解質(zhì)主要包括：穩(wěn)定氧化鋯、鈉離子快導體、質(zhì)子導體以及一些低價金屬的鹵化物等。固體電解質(zhì)氣體傳感器按照檢測信號的特點可分為平衡電位型、混成電位型、限制電流型和短路電流型等。

這種傳感器介于半導體氣體傳感器和電化學氣體傳感器之間，選擇性、靈敏度高于半導體氣體傳感器，壽命長于電化學氣體傳感器，因此得到廣泛應用。這種氣體傳感器的不足之處是響應時間過長。

以上內(nèi)容就是常用的氣體傳感器的分類以及相關(guān)的傳感器工作原理。如果您有不同的看法或建議，也請您聯(lián)系我們，我們一起交流和學習。交流熱線：。

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