氣體傳感器的工作原理匯總及各自的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

氣體傳感器是用于檢查氣體成份和濃度的主要器件，氣體傳感器的工作原理有半導(dǎo)體，催化燃燒，電化學(xué)，紅外和光離子等。氣體傳感器的各種工作原理的介紹如下：

一、半導(dǎo)體式氣體傳感器
它是運(yùn)用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料，在必定溫度下，電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的改變而改變的原理制作的。

二、催化燃燒式氣體傳感器
這種傳感器是在白金電阻的外表制備耐高溫的催化劑層，在必定的溫度下，可燃性氣體在其外表催化燃燒，燃燒是白金電阻溫度增加，電阻改變，改變值是可燃性氣體濃度的函數(shù)

三、電化學(xué)式氣體傳感器
它適當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性，能夠被電化學(xué)氧化或者復(fù)原。運(yùn)用這些反應(yīng)，能夠分辯氣體成份、檢查氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分許多子類(lèi)

（1）原電池型氣體傳感器（也稱：加伏尼電池型氣體傳感器，也有稱燃料電池型氣體傳感器，也有稱自覺(jué)電池型氣體傳感器），他們的原理行同干電池類(lèi)似，僅僅是電池的碳錳電極被氣體電極代替了。這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄，約束要素較多。
（2）穩(wěn)定電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢查復(fù)原性氣體十分有效，它的原理與原電池型傳感器不一樣，它的電化學(xué)反響是在電流強(qiáng)行下發(fā)作的，是一種真實(shí)的庫(kù)侖剖析的傳感器。這種傳感器是現(xiàn)在有毒有害氣體檢查的主流傳感器。
（3）濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩邊，會(huì)自覺(jué)構(gòu)成濃差電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的巨細(xì)與氣體的濃度有關(guān)，這種傳感器的成功實(shí)例就是轎車(chē)用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。
（4）極限電流型氣體傳感器，有一種丈量氧氣濃度的傳感器運(yùn)用電化池中的極限電流與載流子濃度有關(guān)的原理制備氧氣濃度傳感器，用于轎車(chē)的氧氣檢查，和鋼水中氧濃度檢查。

四、紅外傳感器
屬于精密型傳感器，它具有相當(dāng)好的測(cè)量針對(duì)性，目前主要檢測(cè)低碳鏈碳?xì)浠衔锖虲O2。

五、光離子傳感器PID
有一個(gè)紫外光源，化學(xué)物質(zhì)在它的激發(fā)下產(chǎn)生正、負(fù)離子就能被檢測(cè)器輕易探測(cè)到。當(dāng)分子吸收高能紫外線時(shí)就產(chǎn)生電離，分子在這種激發(fā)下產(chǎn)生負(fù)電子并形成正離子。這些電離的微粒產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)檢測(cè)器的放大，就能在儀表上顯示PMM級(jí)的濃度。這些離子經(jīng)過(guò)電極后很快就重新組合到一起變成原來(lái)的有機(jī)分子。

傳感器工作原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：

半導(dǎo)體式氣體傳感器
優(yōu)點(diǎn)：成本低廉、制造簡(jiǎn)單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)、對(duì)濕度敏感低和電路簡(jiǎn)單
缺點(diǎn)：必須在高溫下工作、對(duì)氣體或氣味的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、功耗高

催化燃燒式氣體傳感器
優(yōu)點(diǎn)：輸出信號(hào)線性好、指數(shù)可靠、價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：只能測(cè)量可燃?xì)怏w

電化學(xué)式氣體傳感器
優(yōu)點(diǎn)：可以檢測(cè)某特定的氣體、線性輸出、低功耗和良好的分辨率，良好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性、不被其他氣體干擾、比大多數(shù)其它氣體檢測(cè)技術(shù)更經(jīng)濟(jì)
缺點(diǎn)：使用溫度范圍有限、壽命短、在目標(biāo)氣體中暴露的時(shí)間越長(zhǎng)、壽命就越短

紅外傳感器
優(yōu)點(diǎn)：精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長(zhǎng)
缺點(diǎn)：儀器功耗大、制造的成本比較高、容易受到粉塵、濕度的影響、傳感器成本高

光離子傳感器
優(yōu)點(diǎn)：PID高靈敏度、用途廣泛、便攜式、體積小、精度高、高分辨、響應(yīng)快、實(shí)時(shí)性、安全性高、可連續(xù)測(cè)試
缺點(diǎn)：傳感器成本很高

審核編輯 黃宇