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2026-09-10
气体传感器是气体分析仪的关键部件;它将气体浓度的变化转换成相应的电信号。常见的气体传感器包括催化燃烧传感器、半导体传感器、红外传感器、光电离传感器、电化学传感器等。下面分别介绍各种类型的工作原理。
标准型号
带灯光信号的型号
液晶型号
液晶显示+灯光报警
1.催化燃烧传感器
催化燃烧传感器是目前最常见的低成本可燃气体传感器。里面有一对由铂丝螺旋制成的小“球”,上面涂有陶瓷底座。其中一个是一个敏感的“球”,它是一个检测元件;它的表面覆盖着一层催化剂,可以与存在的所有易燃气体发生反应。另一种是惰性“球”,不与任何气体发生反应,仅作为外部温度或湿度变化的补偿元件。
正常工作时,铂丝螺旋被电流加热至450°C–500°C的高温。与可燃气体接触后,检测元件表面发生催化燃烧反应,温度升高,内部铂丝电阻相应增大。利用惠斯登电桥,可以准确测量检测元件电阻的变化,从而计算出被检测气体的浓度。
2.半导体气体传感器
半导体气体传感器通常用于检测低浓度的易燃和有毒气体。其气敏元件是沉积在硅片上的金属氧化膜。当被检测气体与金属氧化物接触时,气体被吸附在其表面,引起金属氧化物的电阻变化,这种电阻变化与气体浓度的变化相关。通常,半导体传感器的表面被加热到200°C至250°C范围内的恒定温度,以提高响应速度并减少环境温度变化的影响。
3.红外气体传感器
红外气体传感器主要用于检测可燃气体和二氧化碳。与催化燃烧传感器相比,具有稳定性更好、精度高、抗噪声能力强、无中毒、适合恶劣工况、维护量低、使用寿命长等优点。它通常被认为是检测可燃气体的高端产品。由于价格因素,其使用不如催化燃烧传感器广泛,但随着红外传感器生产技术的不断进步和完善,它们之间的价格差异正在缩小。目前的趋势是逐步用红外气体传感器取代催化燃烧传感器并快速实现产品现代化。常见的红外气体传感器有两种类型:点式和开放式光通道。
点红外气体传感器由红外源、光学聚焦透镜、气体采样池和热释电传感器组成。当红外源发出的红外光通过气体采样池时,一定波长的红外线被池内的检测气体吸收。通过将吸收的红外光的强度与参考红外光的强度进行比较,即可得到被测气体的浓度。
开放式光通道红外气体传感器由发射模块和接收模块组成,必须成对安装。发射模块向接收模块发送红外光束。当存在被检测气体时,光束中一定波长的红外线被该气体吸收。通过将接收模块吸收的红外光的强度与参考红外光的强度进行比较,即可确定被测气体的浓度。开放光路红外气体探测器的测量单位是LEL m,即光路中的总气体浓度乘以距离。
4.气体光电离传感器
光电离气体传感器能够检测极低浓度(百万分之一甚至十亿分之一浓度)的挥发性有机化合物和其他有毒气体的浓度。光电离气体传感器利用光使气体电离的原理来检测气体。它使用紫外线光源将有机物分解成设备可检测到的正离子和负离子。检测器记录电离气体的电荷并将其转换为电流信号。经过电流放大和处理后,显示百万分之一的气体浓度值。检测后,离子被还原回原来的气体或蒸气。光电离传感器是一种非破坏性传感器,它不会长时间“燃烧”或改变被检测的气体,因此光电离传感器检测后的气体可以被收集以进行进一步的测量。
5.电化学气体传感器
电化学气体传感器在有毒有害气体检测中占有不可缺少的地位。电化学气体传感器由电解质、电极和过滤器组成。通过选择合适的电压、电解质和电极材料,被检测的气体在电极表面发生化学反应,产生微电流,其大小与气体浓度成正比。通过对该电流进行分析处理,即可得到被测气体的浓度。