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不同類型氣體傳感器的原理和優缺點各是什么?

2021-11-10

氣體傳感器能夠將某種氣體的體積分數轉化成對應的電信號轉換器,它有穩定,靈敏,抗腐蝕等特征,在現代化城市發展中,氣體傳感器的場景比較多,然而其分類也比較多,比如有極限電流型氣體傳感器、半導體式氣體傳感器和催化燃燒式氣體傳感器等類型,那么對于不同類型的氣體傳感器,它們的原理各是什么呢?

一、催化燃燒式氣體傳感器的原理和優缺點

催化燃燒式氣體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。

催化燃燒式氣體傳感器是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優點:計量準確,響應快速,壽命較長。傳感器輸出與環境爆炸危險直接相關,安全檢測領域是一類主導位傳感器。

催化燃燒式氣體傳感器缺點: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。

二、極限電流型氣體傳感器的原理和優缺點

這個類型的氣體傳感器可應用范圍較窄,限制因素較多。比如用于測量氧氣濃度的氣體傳感器,它是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。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。

這種氣體傳感器可以適用于用于氫氣檢測、二氧化碳檢測、高濃度甲烷檢測。

三、半導體式氣體傳感器的原理和優缺點

半導體式氣體傳感器是利用一些金屬氧化物半導體材料,一定溫度下,電導率環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。尤其是,半導體式氣體傳感器成本低廉,適宜于民用氣體檢測需求。

下列幾種半導體式氣體傳感器: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)。這些氣體傳感器缺點:穩定性較差,受環境影響較大;尤其,每一種傳感器選擇性都唯一,輸出參數能確定。不宜應用于計量準確要求場所。

MIX1014半導體燃氣傳感器MIX1004半導體燃氣傳感器

 

Tags: 氣體傳感器

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