气体传感器的工作原理汇总及各自的优缺点对比

 

气体传感器是用于检查气体成份和浓度的主要器件，气体传感器的工作原理有半导体，催化燃烧，电化学，红外和光离子等。气体传感器的各种工作原理的介绍如下：

 

一、半导体式气体传感器
   它是运用一些金属氧化物半导体材料，在必定温度下，电导率随着环境气体成份的改变而改变的原理制作的。

二、催化燃烧式气体传感器
   这种传感器是在白金电阻的外表制备耐高温的催化剂层，在必定的温度下，可燃性气体在其外表催化燃烧，燃烧是白金电阻温度增加，电阻改变，改变值是可燃性气体浓度的函数

三、电化学式气体传感器
   它适当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性，能够被电化学氧化或者复原。运用这些反应，能够分辩气体成份、检查气体浓度。电化学气体传感器分许多子类

（1）原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自觉电池型气体传感器），他们的原理行同干电池类似，仅仅是电池的碳锰电极被气体电极代替了。这种气体传感器可应用范围较窄，约束要素较多。
（2）稳定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检查复原性气体十分有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反响是在电流强行下发作的，是一种真实的库仑剖析的传感器。这种传感器是现在有毒有害气体检查的主流传感器。
（3）浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两边，会自觉构成浓差电动势，电动势的巨细与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例就是轿车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
（4）极限电流型气体传感器，有一种丈量氧气浓度的传感器运用电化池中的极限电流与载流子浓度有关的原理制备氧气浓度传感器，用于轿车的氧气检查，和钢水中氧浓度检查。

四、红外传感器
属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性，目前主要检测低碳链碳氢化合物和CO2。

五、光离子传感器PID
有一个紫外光源，化学物质在它的激发下产生正、负离子就能被检测器轻易探测到。当分子吸收高能紫外线时就产生电离，分子在这种激发下产生负电子并形成正离子。这些电离的微粒产生的电流经过检测器的放大，就能在仪表上显示PMM级的浓度。这些离子经过电极后很快就重新组合到一起变成原来的有机分子。

传感器工作原理优点缺点：

半导体式气体传感器
优点：成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单
缺点：必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功耗高

催化燃烧式气体传感器
优点：输出信号线性好、指数可靠、价格便宜。
缺点：只能测量可燃气体

电化学式气体传感器
优点：可以检测某特定的气体、线性输出、低功耗和良好的分辨率，良好的重复性和准确性、不被其他气体干扰、比大多数其它气体检测技术更经济
缺点：使用温度范围有限、寿命短、在目标气体中暴露的时间越长、寿命就越短

红外传感器
优点：精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、寿命长
缺点：仪器功耗大、制造的成本比较高、容易受到粉尘、湿度的影响、传感器成本高

光离子传感器
优点：PID高灵敏度、用途广泛、便携式、体积小、精度高、高分辨、响应快、实时性、安全性高、可连续测试
缺点：传感器成本很高

审核编辑 黄宇