氣體傳感器的種類及工作原理
更新時間：2015-08-19 點擊次數(shù)：2259次
氣體傳感器種類
目前按照氣敏特性來分，主要分為：半導體型、電化學型、固體電解質(zhì)型、接觸燃燒型、光化學型等氣體傳感器，又以前兩種為普遍。
半導體型氣體傳感器的優(yōu)缺點
自從1962年半導體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器問世以來，半導體氣體傳感器已經(jīng)成為當今應(yīng)用普遍、實用的一類氣體傳感器。它具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點。不足之處是必須在高溫下工作、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、功率高等方面。
電化學氣體傳感器工作原理電化學氣體傳感器是通過檢測電流來檢測氣體的濃度，分為不需供電的原電池式以及需要供電的可控電位電解式，目前檢測許多有毒氣體和氧氣，后者還能檢測血液中的氧濃度。電化學傳感器的主要優(yōu)點是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。
半導體傳感器為什么需要加熱？
半導體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進行還原反應(yīng)以引起傳感器電導率的變化。為了消除氣體分子達到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)的加熱器加速氧化過程，這也是為什么有些低端傳感器總是不穩(wěn)定，其原因就是沒有加熱或加熱電壓過低導致溫度太低反應(yīng)不充分。
半導體傳感器和電化學傳感器的區(qū)別
半導體傳感器因其簡單低價已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是又因為它的選擇性差和穩(wěn)定性不理想目前還只是在民用級別使用。而電化學傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應(yīng)用在幾乎所有工業(yè)場合。
固態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器顧名思義，固態(tài)電解質(zhì)就是以固體離子導電為電解質(zhì)的化學電池。它介于半導體和電化學之間。選擇性，靈敏度高于半導體而壽命又長于電化學，所以也得到了很多的應(yīng)用，不足之處就是響應(yīng)時間過長。
接觸燃燒式氣體傳感器接觸燃燒式氣體傳感器只能測量氣體。又分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式，原理是氣敏材料在通電狀態(tài)下，氣體在表面或者在催化劑作用下燃燒，由于燃燒使氣敏材料溫度升高從而電阻發(fā)生變化。后者因為催化劑的關(guān)系具有廣普特性應(yīng)用更廣。
光學式氣體傳感器光學式氣體傳感器主要包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型等等，主要以紅外吸收型為主。由于不同氣體對紅外波吸收程度不同，通過測量紅外吸收波長來檢測氣體。目前因為它的結(jié)構(gòu)關(guān)系一般造價頗高。
