催化燃燒
氣體報(bào)警器工作原理是氣敏材料,在通電狀態(tài)下可燃性氣體氧化燃燒或者在催化劑作用下氧化燃燒,電熱絲由于燃燒而升溫從而使其電阻值發(fā)生變化。因此一般用于檢測(cè)可燃?xì)怏w。但是我們要注意的是催化燃燒式檢測(cè)的可實(shí)現(xiàn)是有條件的,因此必須保證檢測(cè)環(huán)境中包含足夠的氧氣,而在無的環(huán)境下這種檢測(cè)方式可能無法檢測(cè)任何可燃性氣體。另外某些硫化合物、含鉛化合物、硅類、磷化合物、硫化氫和鹵代烴可能會(huì)使傳感器中毒或抑制,如果被檢測(cè)的環(huán)境中含有上訴物質(zhì)應(yīng)在合同中注明或選用抗上訴物質(zhì)的類型傳感器。
電化學(xué)傳感器
電化傳感器通過與目標(biāo)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度 成正比的電信號(hào)來工作。典型的電化傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成。一般用于有毒氣體。某些傳感器要求電極之間存在偏壓。傳感器穩(wěn)定需要30分鐘至24小時(shí),并需要三周時(shí)間來繼續(xù)保持穩(wěn)定。高濕度及高干旱會(huì)影響傳感器的使用壽命。瞬間壓力變化可能產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的傳感器輸出,也有可能達(dá)到誤報(bào)警狀態(tài)。
半導(dǎo)體傳感器
屬于廣譜型傳感器,其工作原理是金屬氧化物半導(dǎo)體的表面在吸收氣體后電阻發(fā)生變化。雖然半導(dǎo)體的預(yù)期壽命較長(zhǎng),但與其它類型的傳感器相比,它們也更易于受到干擾氣體的影響。因此如果應(yīng)用場(chǎng)合中出現(xiàn)其它背景氣體,固態(tài)傳感器可能會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)。
紅外傳感器
屬于精密型傳感器,它具有相當(dāng)好的測(cè)量針對(duì)性。目前主要檢測(cè)低碳鏈碳?xì)浠衔锖虲O2。紅外傳感器靈敏度高并不表示其準(zhǔn)確性較其他類型傳感器高。目前，可燃?xì)怏w探測(cè)器常用的傳感器有：催化燃燒傳感器、半導(dǎo)體傳感器；有毒氣體檢測(cè)儀常用的傳感器有：電化學(xué)傳感器、紅外傳感器和PID光離子傳感器。下面就為大家一一介紹著幾種傳感器各自的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)

催化燃燒傳感器
美國(guó)英思科MX4 催化燃燒式傳感器是可燃?xì)怏w探測(cè)器常用的傳感器類型，它的工作原理是基于一個(gè)惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)。在它的測(cè)量橋上涂有催化物質(zhì)，它在整個(gè)的測(cè)量過程中是不被消耗的。即使在空氣中氣體和蒸氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LEL（爆炸濃度下限）時(shí)，它們也會(huì)在這個(gè)橋上發(fā)生催化燃燒反應(yīng)。測(cè)量時(shí)，要在參比和測(cè)量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化反應(yīng)，這個(gè)溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1 = V2，輸出為零。如果有可燃?xì)怏w存在，它的氧化過程（無焰燃燒）會(huì)使測(cè)量橋被加熱，溫度增加，而此時(shí)參比橋溫度不變。電路會(huì)測(cè)出它們之間的電阻變化，V2 > V1，輸出的電壓同待測(cè)氣體的濃度成正比。
催化燃燒式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：
壽命較長(zhǎng)（一般3年）、線性度好、溫度范圍寬、適用于LEL（可燃?xì)怏w爆炸濃度下限）之下的檢測(cè)。
催化燃燒式傳感器的缺點(diǎn)：
需有氧檢測(cè)、受環(huán)境的影響較大（中毒或抑制），需定期校正。

半導(dǎo)體傳感器
半導(dǎo)體傳感器也是可燃?xì)怏w探測(cè)器和有毒氣體檢測(cè)儀常用的傳感器。它的全稱是“金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器（MOS）”，它既可以用于檢測(cè)PPM級(jí)的有毒氣體也可以用于檢測(cè)百分比濃度的易燃易爆氣體 。MOS傳感器由一個(gè)金屬半導(dǎo)體（比如環(huán)氧乙烷SnO2)構(gòu)成 ，在清潔空氣中，它的電導(dǎo)很低，而遇到還原性氣體，比如一氧化碳或可燃性氣體，傳感元件的電導(dǎo)會(huì)增加，從而引起電流變化觸發(fā)報(bào)警電路。通過控制傳感元件的溫度，可以對(duì)不同的物質(zhì)有一定的選擇性。
半導(dǎo)體傳感器的優(yōu)點(diǎn)：
價(jià)格便宜、靈敏度高、能檢測(cè)到ppm。
半導(dǎo)體傳感器的缺點(diǎn)：
線性度差，只能作為定性的檢測(cè)；受溫濕度影響較大。

電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器常用于有毒氣體檢測(cè)儀，一般由三極（傳感電極、計(jì)數(shù)電極、參比電極）及電解液構(gòu)成。被測(cè)氣體在傳感電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，計(jì)數(shù)電極相對(duì)于參比電極產(chǎn)生正、負(fù)電位差，電流的變化與被測(cè)氣體濃度成正比，就形成了較寬的線性測(cè)量范圍。
電化學(xué)傳感器的優(yōu)點(diǎn)：
體積小、耗電量小、性能穩(wěn)定、線性度好、選擇性好、分辨率最高可以達(dá)到0.1ppm。
電化學(xué)傳感器的缺點(diǎn)：
壽命較短（一般為1-2年）且一出廠就開始工作、受溫濕度影響較大、抗干擾能力差。

美國(guó)英思科MX4 Ventis多氣體檢測(cè)儀 紅外傳感器
紅外傳感器是基于特定的分子只能吸收特定頻率的紅外輻射，當(dāng)紅外輻射通過傳感腔中的特定化合物時(shí)，只有那些頻率相符的紅外輻射被吸收，從而產(chǎn)生特征吸收帶，得到一個(gè)紅外譜圖，就像“指紋”一樣，可以用來確定未知的化合物。表示吸收的有兩種方式：透射比和吸收比，它們的關(guān)系是：吸收比 = log (1/透過比)。紅外幅射包含很廣的光譜含量。當(dāng)該幅射與氣體分子相互作用時(shí)，部分能量的頻率與氣體分子的自振頻率相同，這些能量會(huì)被吸收，而剩余的能量會(huì)被透射。由于氣體分子吸收該幅射，分子會(huì)獲取能量并產(chǎn)生更為強(qiáng)烈的振動(dòng)。 這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氣體分子溫度上升，溫度上升與氣體濃度成正比，檢測(cè)器會(huì)檢測(cè)到這種溫度上升。另一方面，氣體分子在特定波長(zhǎng)吸收的幅射會(huì)導(dǎo)致源能量強(qiáng)度下降。這種幅射能量下降也會(huì)作為信號(hào)被檢測(cè)。
紅外傳感器的優(yōu)點(diǎn)：
能檢測(cè)CO2、氟里昴等催化傳感器無法檢測(cè)的物質(zhì)；壽命長(zhǎng)，能達(dá)到十年（取決于紅外光源）；允許無氧工作，不會(huì)中毒、無需樣正，適用于地下環(huán)境監(jiān)測(cè)。
紅外傳感器的缺點(diǎn)：
結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、功耗較大。

光離子傳感器（PID）
光離子傳感器（PID）是利用高能紫外燈發(fā)射紫外線作為能源，移除目標(biāo)氣體分子的一粒電子產(chǎn)生帶電荷的碎片（離子）。此過程產(chǎn)生與目標(biāo)氣體濃度成比例的電流。
向指定的分子移除一粒電子的能量稱為離化電位 (或 IP)。紫外燈所發(fā)出的能量必須高于分子的 IP，離化檢測(cè)器才能檢測(cè)到此物質(zhì)的存在。
光離子傳感器（PID）優(yōu)點(diǎn)：
靈敏度高、分辨率高，可以檢測(cè)PPM級(jí)的voc及有毒氣體。適用于檢測(cè)如煤油等很難擴(kuò)散通過LEL傳感器的防火屏蔽金屬網(wǎng)等的 “較重的”碳?xì)浠衔铩?br /> 光離子傳感器（PID）缺點(diǎn)：
價(jià)格昂貴、受溫濕度影響大、易被污染
不能檢測(cè)：放射性氣體，空氣(N2, O2, CO2, H2O)，常見毒氣(CO, HCN, SO2)，天然氣(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性氣體(HCl, HF, HNO3)，氟力昂氣體，臭氧，非揮發(fā)性氣體等。目前，可燃?xì)怏w探測(cè)器常用的傳感器有：催化燃燒傳感器、半導(dǎo)體傳感器；有毒氣體檢測(cè)儀常用的傳感器有：電化學(xué)傳感器、紅外傳感器和PID光離子傳感器。下面就為大家一一介紹著幾種傳感器各自的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)催化燃燒傳感器催化燃燒式傳感器是可燃?xì)怏w探測(cè)器常用的傳感器類型，它的工作原理是基于一個(gè)惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)。在它的測(cè)量橋上涂有催化物質(zhì)，它在整個(gè)的測(cè)量過程中是不被消耗的。即使在空氣中氣體和蒸氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LEL（爆炸濃度下限）時(shí)，它們也會(huì)在這個(gè)橋上發(fā)生催化燃燒反應(yīng)。測(cè)量時(shí)，要在參比和測(cè)量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化反應(yīng)，這個(gè)溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1 = V2，輸出為零。如果有可燃?xì)怏w存在，它的氧化過程（無焰燃燒）會(huì)使測(cè)量橋被加熱，溫度增加，而此時(shí)參比橋溫度不變。電路會(huì)測(cè)出它們之間的電阻變化，V2 > V1，輸出的電壓同待測(cè)氣體的濃度成正比。催化燃燒式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：壽命較長(zhǎng)（一般3年）、線性度好、溫度范圍寬、適用于LEL（可燃?xì)怏w爆炸濃度下限）之下的檢測(cè)。催化燃燒式傳感器的缺點(diǎn)：需有氧檢測(cè)、受環(huán)境的影響較大（中毒或抑制），需定期校正。半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器也是可燃?xì)怏w探測(cè)器和有毒氣體檢測(cè)儀常用的傳感器。它的全稱是“金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器（MOS）”，它既可以用于檢測(cè)PPM級(jí)的有毒氣體也可以用于檢測(cè)百分比濃度的易燃易爆氣體 。MOS傳感器由一個(gè)金屬半導(dǎo)體（比如SnO2)構(gòu)成 ，在清潔空氣中，它的電導(dǎo)很低，而遇到還原性氣體，比如一氧化碳或可燃性氣體，傳感元件的電導(dǎo)會(huì)增加，從而引起電流變化觸發(fā)報(bào)警電路。通過控制傳感元件的溫度，可以對(duì)不同的物質(zhì)有一定的選擇性。半導(dǎo)體傳感器的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜、靈敏度高、能檢測(cè)到ppm。半導(dǎo)體傳感器的缺點(diǎn)：線性度差，只能作為定性的檢測(cè)；受溫濕度影響較大。電化學(xué)傳感器電化學(xué)傳感器常用于有毒氣體檢測(cè)儀，一般由三極（傳感電極、計(jì)數(shù)電極、參比電極）及電解液構(gòu)成。被測(cè)氣體在傳感電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，計(jì)數(shù)電極相對(duì)于參比電極產(chǎn)生正、負(fù)電位差，電流的變化與被測(cè)氣體濃度成正比，就形成了較寬的線性測(cè)量范圍。電化學(xué)傳感器的優(yōu)點(diǎn)：體積小、耗電量小、性能穩(wěn)定、線性度好、選擇性好、分辨率最高可以達(dá)到0.1ppm。電化學(xué)傳感器的缺點(diǎn)：壽命較短（一般為1-2年）且一出廠就開始工作、受溫濕度影響較大、抗干擾能力差。紅外傳感器紅外傳感器是基于特定的分子只能吸收特定頻率的紅外輻射，當(dāng)紅外輻射通過傳感腔中的特定化合物時(shí)，只有那些頻率相符的紅外輻射被吸收，從而產(chǎn)生特征吸收帶，得到一個(gè)紅外譜圖，就像“指紋”一樣，可以用來確定未知的化合物。表示吸收的有兩種方式：透射比和吸收比，它們的關(guān)系是：吸收比 = log (1/透過比)。紅外幅射包含很廣的光譜含量。當(dāng)該幅射與氣體分子相互作用時(shí)，部分能量的頻率與氣體分子的自振頻率相同，這些能量會(huì)被吸收，而剩余的能量會(huì)被透射。由于氣體分子吸收該幅射，分子會(huì)獲取能量并產(chǎn)生更為強(qiáng)烈的振動(dòng)。 這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氣體分子溫度上升，溫度上升與氣體濃度成正比，檢測(cè)器會(huì)檢測(cè)到這種溫度上升。另一方面，氣體分子在特定波長(zhǎng)吸收的幅射會(huì)導(dǎo)致源能量強(qiáng)度下降。這種幅射能量下降也會(huì)作為信號(hào)被檢測(cè)。紅外傳感器的優(yōu)點(diǎn)：能檢測(cè)CO2、氟里昴等催化傳感器無法檢測(cè)的物質(zhì)；壽命長(zhǎng)，能達(dá)到十年（取決于紅外光源）；允許無氧工作，不會(huì)中毒、無需樣正，適用于地下環(huán)境監(jiān)測(cè)。紅外傳感器的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、功耗較大。光離子傳感器（PID）光離子傳感器（PID）是利用高能紫外燈發(fā)射紫外線作為能源，移除目標(biāo)氣體分子的一粒電子產(chǎn)生帶電荷的碎片（離子）。此過程產(chǎn)生與目標(biāo)氣體濃度成比例的電流。向指定的分子移除一粒電子的能量稱為離化電位 (或 IP)。紫外燈所發(fā)出的能量必須高于分子的 IP，離化檢測(cè)器才能檢測(cè)到此物質(zhì)的存在。光離子傳感器（PID）優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、分辨率高，可以檢測(cè)PPM級(jí)的VOC及有毒氣體。適用于檢測(cè)如煤油等很難擴(kuò)散通過LEL傳感器的防火屏蔽金屬網(wǎng)等的 “較重的”碳?xì)浠衔铩９怆x子傳感器（PID）缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴、受溫濕度影響大、易被污染不能檢測(cè)：放射性氣體，空氣(N2, O2, CO2, H2O)，常見毒氣(CO, HCN, SO2)，天然氣(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性氣體(HCl, HF, HNO3)，氟力昂氣體，臭氧，非揮發(fā)性氣體等。