煙氣在線監測系統——氣體傳感器介紹

    新澤儀器開課啦：今天給大家介紹丨煙氣在線監測系統——氣體傳感器介紹

    隨著人們生活水平的提高和對環保的日益重視，對大氣污染、工業廢氣的監控的檢測提出了更高的要求，作為感官或信號輸入部分之一的氣體傳感器是必不可少的。氣體傳感器能夠實時對各種氣體進行檢測和分析，具有靈敏度高，響應時間短等優點；加上微電子、微加工技術和自動化、智能化技術的迅速發展，使得氣體傳感器在大氣污染、工業廢氣污染監測中使用越來越廣泛。

    氣體傳感器是氣體檢測系統（氣體分析儀）的核心，通常安裝在分析儀內。也會有置于待監測氣體環境中的傳感器。從本質上講，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器。氣體傳感器主要用于針對某種特定氣體進行檢測，測量該氣體在傳感器的濃度。

    那氣體傳感器如何分類呢？

    從檢測氣體種類上，通常分為可燃氣體傳感器（催化燃燒式、紅外、熱導、半導體式）、有毒氣體傳感器（電化學、金屬半導體、光離子化、火焰離子化式）、有害氣體傳感器（常采用紅外、紫外等）、氧氣（電化學、順磁式、氧化鋯式）等其它類傳感器。

    從獲得氣體樣品的方式上，通常分為擴散式氣體傳感器（即傳感器直接安裝在被測對象環境中，實測氣體通過自然擴散與傳感器檢測元件直接接觸）、吸入式氣體傳感器（是指通過采樣泵等手段，將待測氣體引入傳感器檢測元件中進行檢測。）

    按傳感器檢測原理，通常分為熱導氣體傳感器、電化學式氣體傳感器、磁學式氣體傳感器、光學式氣體傳感器、半導體式氣體傳感器、氣相色譜式氣體傳感器等。

    其中熱導式是利用氣體的熱導率，通過對其中熱敏元件電阻的變化來測量一種或幾種氣體組分濃度的，即通過混合氣體之導熱率的測量來決定混合氣體中某種氣體的含量。一般監測氣體為氫氣或氬氣。

    紅外氣體傳感器是由一個完整的紅外氣體傳感器由紅外光源、光學腔體、紅外探測器和信號調理電路構成。這種傳感器利用氣體對特定頻率的紅外光譜的吸收作用制成。紅外光從發射端射向接收端，當有氣體時，對紅外光產生吸收，接收到的紅外光就會減少，從而檢測出氣體含量。一般監測氣體為CO、CO2、CH4、N2O等。

    電化學氧氣分析儀的的核心原件是一個電化學氧氣傳感器。常見的電化學氧氣傳感器由一個傳感電極（或工作電極）和一個對電極組成，兩個電極間有一層薄薄的電解液。要檢測的氣體先通過一個小的毛細口傳感器，然后通過一個疏水膜擴散進入，最終到達電極表面。傳感器的結構設計保證會有適量的氣體進入與感應電極反應產生足夠的電信號，并同時防止電解液泄漏出傳感器。通過疏水膜擴散進入傳感器里的氣體在感應電極發生氧化/還原反應，電極間連接一個電阻，這樣，陰極和陽極間會產生一個與氧濃度成正比的電流。通過檢測這個電流，就反應出氣體中的氧濃度。