催化(hua)燃燒檢測器

對于常見的(de)可燃氣(qi)LEL的(de)檢測(ce)，通(tong)常采用催(cui)化燃(ran)(ran)燒檢測(ce)器。催(cui)化燃(ran)(ran)燒式傳感器的(de)核心(xin)為(wei)一(yi)惠通(tong)斯(si)電(dian)橋(qiao)(qiao)，其中一(yi)橋(qiao)(qiao)臂上有(you)催(cui)化劑(ji)，當與(yu)可燃(ran)(ran)氣體(ti)接觸時，可燃(ran)(ran)氣體(ti)在有(you)催(cui)化劑(ji)的(de)電(dian)橋(qiao)(qiao)上燃(ran)(ran)燒，該(gai)橋(qiao)(qiao)臂的(de)電(dian)阻(zu)發(fa)生變化，其余橋(qiao)(qiao)臂的(de)電(dian)阻(zu)不(bu)變化，從(cong)而(er)引起整個電(dian)路的(de)輸(shu)出發(fa)生變化，而(er)該(gai)變化與(yu)可燃(ran)(ran)氣體(ti)的(de)濃度成比例，從(cong)而(er)實現對可燃(ran)(ran)氣體(ti)的(de)檢測(ce)。

從以(yi)上原理可(ke)知，通過該方(fang)(fang)法(fa)檢(jian)測可(ke)燃氣，它以(yi)催(cui)化燃燒為(wei)基礎，所以(yi)它的分辨(bian)率較低。該方(fang)(fang)法(fa)的分辨(bian)率一般為(wei)1%LEL，大約(yue)為100PPm左右。所以對于有(you)機氣體(ti)毒性(xing)的檢測不能采用該檢測方法。

LEL傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)靈(ling)敏度(du)是(shi)以甲烷為代(dai)表(biao)的(de)(de)，由于不同氣(qi)體燃燒產生的(de)(de)熱量不同，一些分子(zi)量較大(da)的(de)(de)碳氫化合(he)物蒸汽(qi)(qi)（例如(ru)汽(qi)(qi)油、煤油）等很難(nan)擴散到傳(chuan)感(gan)器電(dian)極表(biao)面進行充分燃燒，因(yin)而輸出靈(ling)敏度(du)就較低。

常(chang)見氣體(ti)(ti)在LEL傳(chuan)感器上的靈敏度與甲烷的比較見(jian)下表：

雙量程可(ke)燃氣傳感器(qi)(TC)

TC傳感器是(shi)一種(zhong)可(ke)檢測氣體的(de)爆炸(zha)下(xia)限和體積(ji)百分比濃度的(de)傳感器，在檢測甲烷(wan)時可(ke)在LEL和VOL之間自動轉換。

TC傳感(gan)器的(de)(de)工作(zuo)原(yuan)理是(shi)：當氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)過加熱的(de)(de)線圈時引起冷卻，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)熱導部分的(de)(de)電阻(zu)降低，達到檢(jian)測的(de)(de)目的(de)(de)。由于每種氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)熱導值(zhi)是(shi)*的(de)(de)，只要檢(jian)測的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)與對照物相比，幾乎任一種氣(qi)(qi)體(ti)(ti)都可以用TC傳感器進行檢測。

TC傳感器也需要標定，可以直接用目標氣(qi)體進(jin)行標定，也可以使(shi)用某一(yi)種參考氣(qi)體（例如甲烷）進(jin)行標定，再利用校正系數(shu)（CF）轉換(huan)到(dao)目標氣體濃(nong)度(du)。

電(dian)化學檢測器

對于常見(jian)有毒氣體的檢測(ce)，特別是無機毒氣，一般采用(yong)的傳感器進行檢測(ce)。既定性又定量進行檢測(ce)。該類傳感器大多為電(dian)(dian)(dian)化學(xue)傳感器（也稱(cheng)燃料(liao)池傳感器）。電(dian)(dian)(dian)化學(xue)傳感器分(fen)為二電(dian)(dian)(dian)極(ji)和三電(dian)(dian)(dian)極(ji)兩種類型，由(you)(you)擴散柵、由(you)(you)金或鉑等貴金屬(shu)制成的傳感電(dian)(dian)(dian)極(ji)(陰(yin)極(ji)) 、由鉛鋅等金屬制成的參(can)比電極 (陽極(ji)) 、電(dian)解液（比如氫氧(yang)化鉀溶液或醋酸鉀溶液）等組成，三電(dian)極傳感器還(huan)增加有(you)計數電(dian)極，另外(wai)還(huan)有(you)外(wai)部濕(shi)度柵(zha)或過濾膜(mo)等，目標(biao)氣體在傳感電極上發生反應，產(chan)生的電流通過對電極構成回(hui)路，參(can)比電極為傳感(gan)電極提供合適的偏值。傳感器通過(guo)參(can)比電極與(yu)傳感電(dian)極的催化劑實現(xian)選(xuan)擇性反(fan)應，即定性反(fan)應。回路(lu)產生(sheng)的電(dian)流與(yu)氣(qi)體的濃度成正比，實現(xian)定量反(fan)應，并且有很寬的(de)線性測量范圍。

對于某些(xie)電(dian)活性較弱的(de)氣體，比如(ru)氫氣和(he)一氧化(hua)氮等，需要在計(ji)數電(dian)極(ji)上(shang)使用一個偏置電(dian)壓，這有(you)助(zhu)于傳感器對特(te)定(ding)化(hua)合物(wu)的(de)檢(jian)測(ce)。

電化學傳感器性(xing)能比較(jiao)穩定、線性(xing)度好、壽命較(jiao)長、耗電很小(xiao)、分(fen)辨率(lv)一般可(ke)以達到0.1ppm（隨傳(chuan)感器不同有所不同）。它的溫度適應性也比較寬（有時(shi)可以在-40到50°C 間工作）。然而，它的(de)讀數溫(wen)度變化(hua)的(de)影響也(ye)比較大。所(suo)以很(hen)多這種儀器(qi)都有軟硬件的(de)溫(wen)度補償處(chu)理。

電(dian)解液池中的(de)(de)參比電(dian)極是不斷被消耗的(de)(de)，當電(dian)極的(de)(de)所(suo)有表面被氧化(hua)，電(dian)化(hua)學反應就(jiu)將停止，電(dian)流輸出為零。此時，就(jiu)要更換傳感(gan)器。燃(ran)料(liao)池傳感(gan)器的(de)(de)壽命大致可(ke)以維持一到兩年(nian)。

電化學傳感器(qi)(qi)的另一個缺點是干擾。例(li)如CL2傳感器(qi)(qi)會對10ppm的硫化氫有(you)大(da)約0.3ppm的讀(du)數(shu)，或者(zhe)說，如果測量時(shi)存在10ppm的硫化氫(qing)，那么CL2的讀數應當(dang)減去0.3ppm。在某(mou)些情況下，干擾是正的，傳感器的讀數比(bi)實際(ji)值要(yao)大(da)；有些則(ze)相反(fan)。還原(yuan)(yuan)性(xing)(xing)氣(qi)體，比(bi)如(ru)硫化(hua)(hua)氫和一氧化(hua)(hua)碳(tan)會在電極上(shang)氧化(hua)(hua)，而氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)氣(qi)體，比(bi)如(ru)CL2、二氧化(hua)(hua)氮和臭(chou)氧，則(ze)在電極上(shang)還原(yuan)(yuan)。

氧氣傳感(gan)器：一般(ban)的氧(yang)氣傳感器為兩電極傳感器，由鉛作陽極，它(ta)的(de)檢測原理(li)與三電(dian)極大致相似，只是不如三電(dian)極的(de)傳感器的(de)輸出穩定(ding)，壽命較短，大約為一年(nian)。

在(zai)大(da)多數的(de)(de)(de)儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中，即使是(shi)在(zai)關機狀態，傳感器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)也在(zai)產生電(dian)(dian)流和消耗。有(you)些儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)通過切(qie)斷(duan)電(dian)(dian)路避免(mian)電(dian)(dian)流流動來增(zeng)加傳感器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)使用壽命(ming)。但這種(zhong)方式的(de)(de)(de)弊端在(zai)于儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)開(kai)啟時(shi)重(zhong)(zhong)新(xin)(xin)平衡(heng)的(de)(de)(de)時(shi)間加長（可能(neng)(neng)需要幾分(fen)鐘）。在(zai)重(zhong)(zhong)新(xin)(xin)平衡(heng)過程中，電(dian)(dian)流將(jiang)(jiang)重(zhong)(zhong)新(xin)(xin)流過電(dian)(dian)路。重(zhong)(zhong)新(xin)(xin)平衡(heng)需要較長時(shi)間的(de)(de)(de)原因是(shi)擴散到(dao)傳感器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)上的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣已經積聚到(dao)了電(dian)(dian)極之(zhi)上，而去除氧(yang)(yang)氣的(de)(de)(de)辦法就(jiu)是(shi)通過電(dian)(dian)化(hua)學反(fan)應(ying)將(jiang)(jiang)其轉化(hua)為氧(yang)(yang)化(hua)鉛。只有(you)將(jiang)(jiang)積聚的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣消耗殆盡(jin)才能(neng)(neng)得(de)到(dao)準(zhun)確的(de)(de)(de)測量結果。一般(ban)儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)做法是(shi)采取儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)開(kai)啟后“”的(de)(de)(de)辦法，讀數開(kai)始會很(hen)高(gao)然后慢慢下降達到(dao)穩(wen)定數值。如果儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)具有(you)此項(xiang)功能(neng)(neng)，則(ze)在(zai)儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)達到(dao)重(zhong)(zhong)新(xin)(xin)平衡(heng)之(zhi)前不(bu)要進行調零(ling)或者校(xiao)正操作。

金(jin)屬(shu)氧化物半導體傳(chuan)感器

金屬氧化物(wu)半導體傳感(gan)器（MOS）是一個寬帶檢測裝置，既可以用于檢測ppm級的有毒氣(qi)體(ti)(ti)也可(ke)以用于檢測百分比濃度(du)的易燃(ran)易爆(bao)氣(qi)體(ti)(ti)。

MOS傳感(gan)器由(you)一(yi)個金屬半導體(ti)（比(bi)如SnO2）成。在(zai)清潔空氣中，它(ta)的電導很低，而遇到(dao)還原性氣體，比如一(yi)(yi)氧化碳(tan)或(huo)可燃性氣體，傳(chuan)感(gan)元件的電導會增加。如果控(kong)制傳(chuan)感(gan)元件的溫(wen)度，可以對不同的物質有一(yi)(yi)定的選擇性。

MOS傳感(gan)器(qi)的(de)主要(yao)缺點是非線性(xing)響應、很難解釋讀數、靈敏度(du)(du)較差(cha)、濕(shi)(shi)度(du)(du)影響較大。當濕(shi)(shi)度(du)(du)增(zeng)加(jia)時，傳感(gan)器(qi)的(de)輸出也增(zeng)加(jia)。而當濕(shi)(shi)度(du)(du)降(jiang)低時，它的(de)讀數即使在存在污染物時也可能很低，甚至(zhi)為(wei)零。有時由于選擇曲(qu)線錯誤，可能會(hui)有誤報警。另外一個(ge)問題是MOS傳感器(qi)對常見污(wu)染物的(de)檢測(ce)線性范圍相對較窄(zhai)。在(zai)線性范圍之內，檢測(ce)結果很(hen)準確，而一旦濃度落在(zai)線性范圍之外，也就無(wu)法提供(gong)準確的(de)定量測(ce)定。

光離子化檢測器 (PID)

光(guang)(guang)離子(zi)化檢測器通(tong)過一(yi)個高能量(liang)的紫外(wai)(wai)燈提供離子(zi)化的能量(liang)，揮發性(xing)有(you)機化合物被(bei)紫外(wai)(wai)光(guang)(guang)電(dian)離后(hou)的組份被(bei)離子(zi)腔收(shou)集(ji)產生電(dian)流(liu)，而電(dian)流(liu)與氣體濃度(du)成正比(bi)。

紫外燈(deng)發出(chu)的能量決定了它所(suo)能檢測(ce)的化合物的種(zhong)類。現在(zai)可以選擇(ze)的能量有8.4、9.5、9.8、10.0、10.2、10.6、11.7和11.8 eV（隨制造商不(bu)同）。大多數的產品允許(xu)在同一臺(tai)儀器上使用不(bu)同能量的紫外燈。