氣體傳感器的工作原理匯總及各自的優(yōu)缺點對比

 
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體，催化燃燒，熱導，電化學，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、半導體式氣體傳感器
 
它是運用一些金屬氧化物半導體材料，在必定溫度下，電導率隨著環(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、熱導式氣體傳感器 
 
每一種氣體，都有自個特定的熱導率，當兩個和多個氣體的熱導率不同較大時，能夠運用熱導元件，分辯其間一個組分的含量。
 
四、電化學式氣體傳感器 
 
它適當一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學活性，能夠被電化學氧化或者復原。運用這些反應，能夠分辯氣體成份、檢查氣體濃度。電化學氣體傳感器分許多子類
 
（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，也有稱自覺電池型氣體傳感器），他們的原理行同干電池類似，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，它的電化學反響是在電流強行下發(fā)作的，是一種真實的庫侖剖析的傳感器。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，具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩邊，會自覺構成濃差電動勢，電動勢的巨細與氣體的濃度有關，這種傳感器的成功實例就是轎車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳傳感器。
 
（4）、極限電流型氣體傳感器，有一種丈量氧氣濃度的傳感器運用電化池中的極限電流與載流子濃度有關的原理制備氧氣濃度傳感器，用于轎車的氧氣檢查，和鋼水中氧濃度檢查。
 
五、紅外傳感器
 
    屬于精密型傳感器，它具有相當好的測量針對性，目前主要檢測低碳鏈碳氫化合物和CO2。

六、光離子傳感器PID
 
有一個紫外光源，化學物質在它的激發(fā)下產(chǎn)生正、負離子就能被檢測器輕易探測到。當分子吸收高能紫外線時就產(chǎn)生電離，分子在這種激發(fā)下產(chǎn)生負電子并形成正離子。這些電離的微粒產(chǎn)生的電流經(jīng)過檢測器的放大，就能在儀表上顯示PMM級的濃度。這些離子經(jīng)過電極后很快就重新組合到一起變成原來的有機分子。
 

傳感器工作原理	優(yōu)點	缺點
半導體式氣體傳感器	成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單	必須在高溫下工作、對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	輸出信號線性好、指數(shù)可靠、價格便宜	只能測量可燃氣體
熱導式氣體傳感器	檢測范圍大、工作穩(wěn)定性好、使用壽命長、不存在觸媒老化的問題、具有“廣譜”性、可以檢測幾乎所有的氣體、檢測裝置簡單、價格便宜、使用維護方便	檢測精度差、靈敏度低、溫度漂移大等缺陷、限制了熱導氣體的傳感器的廣泛應用
電化學式氣體傳感器	可以檢測某特定的氣體、線性輸出、低功耗和良好的分辨率，良好的重復性和準確性、不被其他氣體干擾、比大多數(shù)其它氣體檢測技術更經(jīng)濟	使用溫度范圍有限、壽命短、在目標氣體中暴露的時間越長、壽命就越短，
紅外傳感器	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	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PID	高靈敏度、用途廣泛、便攜式、體積小、精度高、高分辨、響應快、實時性、安全性高、可連續(xù)測試	傳感器成本很高