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氣體傳感器的分類 早上個世紀 70 年代氣體傳感器就已經(jīng)成為傳感器領域一個大系屬于化學傳感器一個分支。 目前流行于市場氣體傳感器大約有如下一些種類稱重傳感器 1、催化燃燒式氣體傳感器 這種傳感器是白金電阻表面制備耐高溫催化劑層一定溫度下可燃性氣體其表面催化燃燒燃燒是白金電阻溫度升高電阻變化變化值是可燃性氣體濃度函數(shù)。 催化燃燒式氣體傳感器選擇性檢測可燃性氣體凡是可以燃燒都能夠檢測凡是不能燃燒傳感器都沒有任何響應。當然『凡是可以燃燒都能夠檢測』這一句有很多例外總來講上述選擇性是成立。 催化燃燒式氣體傳感器計量準確響應快速壽命較長。傳感器輸出與環(huán)境爆炸危險直接相關安全檢測領域是一類主導位傳感器。 缺點可燃性氣體范圍內無選擇性。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煤氣檢測儀。 目前這種傳感器主要供應商中國、日本、英國(發(fā)明國)目前中國是這種傳感器最大用戶(煤礦)也擁有最佳傳感器生產技術盡管不斷有各種各樣代理商宣傳上干擾社會對這種傳感器認識畢竟催化燃燒式氣體傳感器主流制造商國內。 2、半導體式氣體傳感器 它是利用一些金屬氧化物半導體材料一定溫度下電導率環(huán)境氣體成份變化而變化原理制造。

比如酒精傳感器就是利用二氧化錫高溫下遇到酒精氣體時電阻會急劇減小原理制備。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氣體傳感器。尤其是這種傳感器成本低廉適宜于民用氣體檢測需求。 下列幾種半導體式氣體傳感器是成功甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類肼類)。高質量傳感器可以滿足工業(yè)檢測需要。 缺點穩(wěn)定性較差受環(huán)境影響較大尤其每一種傳感器選擇性都唯一輸出參數(shù)能確定。不宜應用于計量準確要求場所位移傳感器。 目前這種傳感器主要供應商日本(發(fā)明者)其次是中國最近有新加入了韓國其他國家如美國這方面也有相當工作始終沒有匯入主流中國這個領域投入人力和時間都不亞于日本多年來國家政策導向以及社會信息閉塞等原因我國流行于市場半導體式氣體傳感器性能質量都遠遜于日本產品相信市場進步民營資本進一步興起中國產半導體式氣體傳感器達到和超越日本水平已經(jīng)指日可待 3、電化學式氣體傳感器 相當一部分可燃性、有毒有害氣體都有電化學活性可以被電化學氧化還原。

利用這些反應可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學氣體傳感器分很多子類 (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也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器)他們原理行同我們用干電池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。電流大小與氧氣濃度直接相關。這種傳感器可以有效檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。 (2)、恒定電位電解池型氣體傳感器這種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它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傳感器。 (3)、濃差電池型氣體傳感器具有電化學活性氣體電化學電池兩側會自發(fā)形成濃差電動勢電動勢大小與氣體濃度有關這種傳感器成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳傳感器。 (4)、極限電流型氣體傳感器有一種測量氧氣濃度傳感器利用電化池中極限電流與載流子濃度相關原理制備氧(氣)濃度傳感器用于汽車氧氣檢測和鋼水中氧濃度檢測。

目前這種傳感器主要供應商遍布全世界主要德國、日本、美國最近新加入幾個歐洲供應商英國、瑞士等。中國這個領域起步很早產業(yè)化進程效果不佳。 4、熱導池式氣體傳感器 每一種氣體都有自己特定熱導率當兩個和多個氣體熱導率差別較大時可以利用熱導元件分辨其中一個組分含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器用于氫氣檢測、二氧化碳檢測、高濃度甲烷檢測。 這種氣體傳感器可應用范圍較窄限制因素較多壓力傳感器。這是一種老式產品全世界各都有制造商乙醇檢測儀。產品質量全世界大同小異。5、磁性氧氣傳感器 這是磁性氧氣分析儀核心目前也已經(jīng)實現(xiàn)了"傳感器化"進程氣體傳感器。 它是利用空氣中氧氣可以被強磁場吸引原理制備。 這種傳感器只能用于氧氣檢測選擇性極好。大氣環(huán)境中氮氧化物能夠產生微小影響這些干擾氣體含量往往很少磁氧分析技術選擇性幾乎是唯一液位傳感器 老牌工業(yè)產品全世界各都有制造商。(當然我說是作為一次儀表氧氣分析儀它一定范圍內可以被看作傳感器。而以純粹傳感器形式生產這種產品是最近事情。) 6、紅外線氣體傳感器 大部分氣體中紅外區(qū)都有特征吸收峰檢測特征吸收峰位置吸收情況就可以確定某氣體濃度。 這種傳感器過去都是大型分析儀器近些年以 MEMS 技術為基礎傳感器工業(yè)發(fā)展這種傳感器體積已經(jīng)由 10 升45 公斤巨無霸減小到 2 毫升(拇指大小)左右。

使用無需調制光源紅外探測器使儀器完全沒有機械運動部件完全實現(xiàn)免維護化。 紅外線氣體傳感器可以有效分辨氣體種類準確測定氣體濃度。 這種傳感器成功用于二氧化碳、甲烷檢測角度傳感器。目前這種"傳感器"供應商歐洲中國這一領域目前是"半"空白 7、其他 近年來新技術不斷涌現(xiàn)氣體傳感器技術也不斷發(fā)生著相應革命氣體傳感器。氣體傳感器種類也增添新丁。 有些傳感器是否應該列氣體傳感器名下頗有爭議比如PID 檢測器盡管也是用于氣體檢測盡管體積一樣小巧不能真正實現(xiàn)免維護化這種裝備體積有多小都應該列"檢測儀器"名下。 另外以光導纖維為基礎光學傳感器發(fā)展迅猛盡管還沒有對電子傳感器構成絕對"威脅"其特有優(yōu)勢或許有一天大放異彩壓力開關。

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