氣體傳感器檢測原理

2020-11-29 電子發燒友

氣體傳感器檢測原理

姚遠香 發表於 2019-06-13 16:28:05

　　檢測氣體的濃度依賴於氣體檢測變送器，傳感器是其核心部分，按照檢測原理的不同，主要分為金屬氧化物半導體式傳感器、催化燃燒式傳感器、定電位電解式氣體傳感器、迦伐尼電池式氧氣傳感器、紅外式傳感器、PID光離子化傳感器等，以下簡單闡述各種傳感器的原理及特點。

　　1、金屬氧化物半導體式傳感器

　　金屬氧化物半導體式傳感器利用被測氣體的吸附作用，改變半導體的電導率，通過電流變化的比較，激發報警電路。由於半導體式傳感器測量時受環境影響較大，輸出線形不穩定。金屬氧化物半導體式傳感器，因其反應十分靈敏，故目前廣泛使用的領域為測量氣體的微漏現象。

　　2、催化燃燒式傳感器

　　金催化燃燒式傳感器原理是目前廣泛使用的檢測可燃氣體的原理之一，具有輸出信號線形好、指數可靠、價格便宜、無與其他非可燃氣體的交叉幹擾等特點。催化燃燒式傳感器採用惠斯通電橋原理，感應電阻與環境中的可燃氣體發生無焰燃燒，使溫度使感應電阻的阻值發生變化，打破電橋平衡，使之輸出穩定的電流信號，再經過後期電路的放大、穩定和處理終顯示可靠的數值。

　　3、定電位電解式氣體傳感器

　　定電位電解式傳感器是目前測毒類現場廣泛使用的一種技術，在此方面國外技術領先，因此此類傳感器大都依賴進口。定電位電解式氣體傳感器的結構：在一個塑料製成的筒狀池體內，安裝工作電極、對電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處於工作狀態。氣體與的電解質內的工作電極發生氧化或還原反應，在對電極發生還原或氧化反應，電極的平衡電位發生變化，變化值與氣體濃度成正比。

　　4、迦伐尼電池式氧氣體傳感器

　　隔膜迦伐尼電池式氧氣傳感器的結構：在塑料容器的一面裝有對氧氣透過性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜，在其容器內側緊粘著貴金屬（鉑、黃金、銀等）陰電極，在容器的另一面內側或容器的空餘部分形成陽極（用鉛、鎘等離子化傾向大的金屬）。用氫氧化鉀。氧氣在通過電解質時在陰陽極發生氧化還原反應，使陽極金屬離子化，釋放出電子，電流的大小與氧氣的多少成正比，由於整個反應中陽極金屬有消耗，所以傳感器需要定期更換。目前國內技術已日趨成熟，完全可以國產化此類傳感器。

　　5、紅外式傳感器

　　紅外式傳感器利用各種元素對某個特定波長的吸收原理，具有抗中毒性好，反應靈敏，對大多數碳氫化合物都有反應。但結構複雜，成本高。

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