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  eye丨shadow 2014-09-29 00:00:00

  目前，可燃气体探测器常用的传感器有：催化燃烧传感器、半导体传感器；有毒气体检测仪常用的传感器有：电化学传感器、红外传感器和PID光离子传感器。下面就为大家一一介绍着几种传感器各自的工作原理和优缺点 催化燃烧传感器 催化燃烧式传感器是可燃气体探测器常用的传感器类型，它的工作原理是基于一个惠斯通电桥的结构。在它的测量桥上涂有催化物质，它在整个的测量过程中是不被消耗的。即使在空气中气体和蒸气浓度远远低于LEL（爆炸浓度下限）时，它们也会在这个桥上发生催化燃烧反应。测量时，要在参比和测量电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。正常情况下，电桥是平衡的，V1 = V2，输出为零。如果有可燃气体存在，它的氧化过程（无焰燃烧）会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2 > V1，输出的电压同待测气体的浓度成正比。 催化燃烧式传感器的优点： 寿命较长（一般3年）、线性度好、温度范围宽、适用于LEL（可燃气体爆炸浓度下限）之下的检测。 催化燃烧式传感器的缺点： 需有氧检测、受环境的影响较大（中毒或YZ），需定期校正。 半导体传感器 半导体传感器也是可燃气体探测器和有毒气体检测仪常用的传感器。它的全称是“金属氧化物半导体传感器（MOS）”，它既可以用于检测PPM级的有毒气体也可以用于检测百分比浓度的易燃易爆气体 。MOS传感器由一个金属半导体（比如SnO2)构成 ，在清洁空气中，它的电导很低，而遇到还原性气体，比如一氧化碳或可燃性气体，传感元件的电导会增加，从而引起电流变化触发报警电路。通过控制传感元件的温度，可以对不同的物质有一定的选择性。 半导体传感器的优点： 价格便宜、灵敏度高、能检测到ppm。 半导体传感器的缺点： 线性度差，只能作为定性的检测；受温湿度影响较大。 电化学传感器 电化学传感器常用于有毒气体检测仪，一般由三极（传感电极、计数电极、参比电极）及电解液构成。被测气体在传感电极发生氧化还原反应，计数电极相对于参比电极产生正、负电位差，电流的变化与被测气体浓度成正比，就形成了较宽的线性测量范围。 电化学传感器的优点： 体积小、耗电量小、性能稳定、线性度好、选择性好、分辨率Z高可以达到0.1ppm。 电化学传感器的缺点： 寿命较短（一般为1-2年）且一出厂就开始工作、受温湿度影响较大、抗干扰能力差。 红外传感器 红外传感器是基于特定的分子只能吸收特定频率的红外辐射，当红外辐射通过传感腔中的特定化合物时，只有那些频率相符的红外辐射被吸收，从而产生特征吸收带，得到一个红外谱图，就像“指纹”一样，可以用来确定未知的化合物。表示吸收的有两种方式：透射比和吸收比，它们的关系是：吸收比 = log (1/透过比)。红外幅射包含很广的光谱含量。当该幅射与气体分子相互作用时，部分能量的频率与气体分子的自振频率相同，这些能量会被吸收，而剩余的能量会被透射。由于气体分子吸收该幅射，分子会获取能量并产生更为强烈的振动。 这种振动会导致气体分子温度上升，温度上升与气体浓度成正比，检测器会检测到这种温度上升。另一方面，气体分子在特定波长吸收的幅射会导致源能量强度下降。这种幅射能量下降也会作为信号被检测。 红外传感器的优点： 能检测CO2、氟里昴等催化传感器无法检测的物质；寿命长，能达到十年（取决于红外光源）；允许无氧工作，不会中毒、无需样正，适用于地下环境监测。 红外传感器的缺点： 结构复杂、价格较贵、功耗较大。 光离子传感器（PID） 光离子传感器（PID）是利用高能紫外灯发射紫外线作为能源，移除目标气体分子的一粒电子产生带电荷的碎片（离子）。此过程产生与目标气体浓度成比例的电流。 向指定的分子移除一粒电子的能量称为离化电位 (或 IP)。紫外灯所发出的能量必须高于分子的 IP，离化检测器才能检测到此物质的存在。 光离子传感器（PID）优点： 灵敏度高、分辨率高，可以检测PPM级的VOC及有毒气体。适用于检测如煤油等很难扩散通过LEL传感器的防火屏蔽金属网等的 “较重的”碳氢化合物。 光离子传感器（PID）缺点： 价格昂贵、受温湿度影响大、易被污染 不能检测：放射性气体，空气(N2， O2， CO2， H2O)，常见毒气(CO， HCN， SO2)，天然气(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性气体(HCl， HF， HNO3)，氟力昂气体，臭氧，非挥发性气体等。

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