氣體傳感器簡介

1、背景與發(fā)生原理氣體傳感器分類及常用傳感器工作原理氣體傳感器市場主要廠商背景背景：由Seiyama T在1962年首先報道的，利用ZnO薄膜的表面電導(dǎo)在氣體中的變化來檢測可燃性氣體。同年，田口尚義發(fā)明了二氧化錫基氣體傳感器，并通過貴金屬摻雜大幅度地提高了對可燃性氣體的靈敏度，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。發(fā)生原理發(fā)生原理：氣體傳感器通過測量它附近氣體濃度與氣體相互作用，每種氣體都有一個獨(dú)特的電場，傳感器通過這些電場來識別氣體，在裝置內(nèi)通過測量電流放電來決定氣體濃度。半導(dǎo)體氧化半導(dǎo)體氧化物型氣體物型氣體傳感器傳感器紅外紅外線型線型氣體氣體傳傳感器感器電化學(xué)式電化學(xué)式氣體傳氣體傳感器感器熱導(dǎo)氣體熱導(dǎo)氣體傳感器傳感

2、器接觸接觸燃燒燃燒式氣體式氣體傳感器傳感器半導(dǎo)體氧化物氣體傳感器也稱為化學(xué)電阻(chemiresistors).電阻化的傳感器的檢測原理是基于其表面半導(dǎo)體吸附的氣體分子引起電阻薄膜上阻值變化。氣固的交互作用影響薄膜的電阻是因?yàn)楸∧?nèi)部的電阻率發(fā)生改變試用范圍：半導(dǎo)體氧化物型氣體傳感器可以有效地用于：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、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）等很多氣體地檢測。優(yōu)點(diǎn)：這種傳感器成本低廉，具有快速、簡便等優(yōu)點(diǎn)。并且適宜于民用氣體檢測的需求。缺點(diǎn)：這些氧化物半導(dǎo)體的純相是光

3、譜性敏感材料，具有靈敏度低、選擇性不好、穩(wěn)定性較差、且有的電阻大，同時受環(huán)境影響較大。電化學(xué)式氣體傳感器是一種化學(xué)傳感器，一般分為下面幾種類型：第一類 :在保持電極和電解質(zhì)溶液的界面為某恒電位時，將氣體直接氧化或還原，并將流過外電路的電流作為傳感器的輸出。(如：恒定恒定電位電解池型氣體傳感器電位電解池型氣體傳感器)第二類 :將溶解于電解質(zhì)溶液并離子化的氣態(tài)物質(zhì)的離子作用于離子電極，把由此產(chǎn)生的電動勢作為傳感器輸出。（離子電極式氣體傳感器離子電極式氣體傳感器）第三類 :將氣體與電解質(zhì)溶液反應(yīng)而產(chǎn)生的點(diǎn)解電流作為傳感器輸出。(如：電量式氣體傳感器電量式氣體傳感器)第四類：不用電解質(zhì)溶液，而用有機(jī)電

4、解質(zhì)、有機(jī)凝膠電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)、固態(tài)聚合物電解質(zhì)等材料制作傳感器。(如：濃差電池式氣濃差電池式氣體傳感器體傳感器)適用范圍：電化學(xué)類氣體檢測儀主要用于檢測毒性氣體如：CO ,CO2 ,H2 ,O2 ,SO2 等。優(yōu)點(diǎn)：選擇性好、靈敏度高。缺點(diǎn)：對干擾氣體也有響應(yīng) ,會引起誤報 ,因而需要增加抗干擾部分，壽命短 ,一般 12 年就應(yīng)更換傳感器。工作原理：當(dāng)某物質(zhì)受到紅外光束照射時，該物質(zhì)的分子就要吸收一部分能量并將其轉(zhuǎn)換為分子的振動和轉(zhuǎn)動能量，同一種物質(zhì)對不同波長的紅外輻射吸收程度不同，如果將不同波長的紅外輻射按順序通過某物質(zhì)，逐一測量其吸收程度，并記錄下來，就得到該物質(zhì)在測定波長范圍內(nèi)的吸收

5、光譜曲線應(yīng)用范圍：監(jiān)測各種揮發(fā)性有機(jī)物 (VOCS) 、毒氣、如異丁烯、苯、甲醇和二氧化硫、一氧化碳等。紅外線氣體傳感器紅外線氣體傳感器基本機(jī)構(gòu)（由光學(xué)部件和測量電路構(gòu)成，測量電路的結(jié)構(gòu)由光學(xué)部件及系統(tǒng)功能決定）紅外輻射光源（使用廣譜光源光譜覆蓋波長從1m到1520m）氣室（抽取式測量的紅外儀器需要?dú)馐遥┘t外檢測器（用于檢測通過氣室的紅外光能）紅外線氣體傳感器基本結(jié)構(gòu)：接觸燃燒式氣體傳感器接觸燃燒式氣體傳感器分為直接接觸燃燒式、直接接觸燃燒式、催化接觸燃燒式催化接觸燃燒式工作原理：氣敏材料（如Pt電熱絲）在通電狀態(tài)下，可燃?xì)怏w氧化燃燒，或在催化劑下氧化燃燒，電熱絲由此升溫，從而阻值發(fā)生變化。特

6、性：對不燃燒氣體不敏感，具有廣譜特性即能檢測各種可燃?xì)怏w，亦稱為熱導(dǎo)性傳感器接觸燃燒式氣體傳感器：熱導(dǎo)氣體傳感器熱導(dǎo)池式氣體傳感器每一種氣體，都有自己特定的熱導(dǎo)率，當(dāng)兩個和多個氣體的熱導(dǎo)率差別較大時，可以利用熱導(dǎo)元件，分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用于氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃度甲烷的檢測。這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄，限制因素較多。這是一種老式產(chǎn)品，全世界各地都有制造商。產(chǎn)品質(zhì)量全世界大同小異。氣體傳感器生產(chǎn)企業(yè)主要集中在日本，歐洲和美國。氣體傳感器相關(guān)企業(yè)有英國城市技術(shù)公司（母公司為Honeywell）、日本Figaro、英國Alphasense、 Dynament煒盛科技等其以電化學(xué)起家，同事涉足紅外和催化類氣體傳感器，其產(chǎn)品既包括O2、CO2、NO、NO2等常見氣體傳感器，也包括HCL、CL2、聯(lián)氨等工業(yè)用氣的傳感器Honeywell英國城市技術(shù)2012年figaro氣體銷售額排名第二，其產(chǎn)品主要有半導(dǎo)體型（MOS）電化學(xué)以及催化燃燒型氣體傳感器廣泛用于工業(yè)，汽車，室內(nèi)空氣檢測以及科學(xué)測量等領(lǐng)域日本figaroAlphasense是位于英國的氣體傳感器公司，主要產(chǎn)品是O2、有毒氣體和易燃?xì)怏w傳感器。該公司傳感器技術(shù)涵蓋了電化學(xué)，催化，光學(xué)和半導(dǎo)體四種類英國A