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气体传感器原理介绍及分类

发布时间:2018-01-24    阅览次数:2077 次  
 1、 催化燃烧式气体传感器
  这种传感器是白金电阻表面制备耐高温催化剂层,一定温度下,可燃性气体其表面催化燃烧,燃烧是白金电阻温度升高,电阻变化,变化值是可燃性气体浓度函数。
  催化燃烧式气体传感器选择性检测可燃性气体:凡是可以燃烧,都能够检测;凡是不能燃烧,传感器都没有任何响应。当然,『凡是可以燃烧,都能够检测』这一句有很多例外,总来讲,上述选择性是成立。
  催化燃烧式气体传感器计量准确,响应快速,寿命较长。传感器输出与环境爆炸危险直接相关,安全检测领域是一类主导位传感器。
  缺点:可燃性气体范围内,无选择性。暗火工作,有引燃爆炸危险。大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒作用。
  
2、 半导体式气体传感器
  它是利用一些金属氧化物半导体材料,一定温度下,电导率环境气体成份变化而变化原理制造。比如,酒精传感器,就是利用二氧化锡高温下遇到酒精气体时,电阻会急剧减小原理制备。
   半导体式气体传感器可以有效用于: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、丙烯酸等很多气体检测。尤其是,这种传感器成本低廉,适宜于民用气体检测需求。
   下列几种半导体式气体传感器:甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(城市煤气)、硫化氢、氨气(包括胺类,肼类)。
   缺点:稳定性较差,受环境影响较大;尤其,每一种传感器选择性都唯一,输出参数能确定。不宜应用于计量准确要求场所。
 
3、 电化学式气体传感器
  相当一部分可燃性、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化还原。利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度。电化学气体传感器分很多子类:
  3.1、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,也有称自发电池型气体传感器),他们原理行同我们用干电池,,电池碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例,氧阴极被还原,电子电流表流到阳极,那里铅金属被氧化。电流大小与氧气浓度直接相关。这种传感器可以有效检测氧气、二氧化硫、氯气等。
  3.2、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它原理与原电池型传感器不一样,它电化学反应是电流强制下发生,是一种真正库仑分析传感器。这种传感器已经成功用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体检测之中,是目前有毒有害气体检测主流传感器。
  3.3、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性气体电化学电池两侧,会自发形成浓差电动势,电动势大小与气体浓度有关,这种传感器成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
  3.4、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度传感器利用电化池中极限电流与载流子浓度相关原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车氧气检测,和钢水中氧浓度检测。
    
4、 热导池式气体传感器
  每一种气体,都有自己特定热导率,当两个和多个气体热导率差别较大时,可以利用热导元件,分辨其中一个组分含量。这种传感器已经传感器用于氢气检测、二氧化碳检测、高浓度甲烷检测。
   这种气体传感器可应用范围较窄,限制因素较多。
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