微流红外气体传感器

瓦斯或称煤层气，实际上是一种非常规天然气，其主要成分是甲烷CH4。CH4瓦斯易爆，煤矿开采时的瓦斯爆炸给人们的生命财产带来严重祸殃，瓦斯直排大气，其温室效应是CO和CO2的多倍。我国煤层瓦斯资源十分丰富，是继俄罗斯和加拿大之后的第三大储量国。据悉，我国煤矿埋深在2 km 以内的瓦斯估计有30×1012 ～35×1012 M3，其热值较高，煤矿瓦斯每立方米可发电1～ 3．2 kW • h。。我国每年煤矿排出的瓦斯总量大约为135亿m3，可产生470亿kWh电能。而现在利用煤矿瓦斯发电产生的发电量仅为20亿kWh左右，大部分瓦斯都被直接排放到大气中，既浪费了资源，也污染了环境。因此大力发展瓦斯发电，不仅能缓解我们能源紧张问题，而且还可以保护环境，取得巨大的经济效应。我国瓦斯发电技术已经比较成熟，尝试和推广瓦斯发电可以拓展瓦斯应用领域，达到“以抽保用，以用促抽”的目的，保证矿井安全生产，保护环境，实现科学发展。国内现在已有多家瓦斯发电厂，相信不久将会更多，瓦斯发电主要关键技术有电控燃气混合器技术，贫燃技术，数字式点火技术，全电子控制技术。电控燃气混合器技术是针对煤矿瓦斯浓度不稳定、压力波动大的特点而采用先进的电子控制系统。首先，发电机组混合器腔内的氧传感器提供精确控制信号，通过步进电机控制空气和瓦斯的流量，实现对空燃比的精确控制，即甲烷与氧气的体积比为1：2。在机组运行过程中，甲烷的含量控制在5％ 一16％爆炸极限之间，电子点火后，甲烷在气缸内充分爆炸做功，内燃机活塞上下往复运动，带动曲轴旋转，从而发电机转子切割磁力线发出电能。这种技术使内燃机无条件地适应了煤矿瓦斯的特点，解决了因瓦斯不稳定而影响发电机组功率波动大的问题。毫无疑问，在电控燃气混合技术中是要用到气体传感器的，只有有气体传感器的存在，才能把气体浓度信号传送给电子控制系统，使电机控制进气量，控制燃烧比，最大的利用热能，适应煤矿瓦斯浓度不稳定、压力波动大的问题。因此好的气体传感器在此技术中至关重要。武汉四方光电科技有限公司（www.gassensor.com.cn）专业生产红外气体传感器和红外气体分析仪器。该公司红外气体传感器采用非分光红外吸收光谱法（NDIR）技术，结合嵌入式的硬件和软件技术，可实现不同浓度、不同气体的高精度连续检测。公司产品已经广泛应用到机动车尾气检测、连续污染物监测系统CEMS、沼气分析、冶金炉气分析、红外可燃气体检测、石油天然气勘探等诸多领域。此外，瓦斯中可能含有H2S和水，这两种气体含量要严格控制,否则对管道及发动机的金属部件产生腐蚀,特别是对铜质及铝质部件腐蚀更为严重，因此，H2S的浓度监测也非常重要，四方光电的产品相信也能派上用场。总之，瓦斯发电在我国这样一个煤炭大国将是一个非常有前景的产业，而气体传感器相信也是推动这一产业进步的技术之一。[color=red]【由于该附件或图片违规，已被版主删除】[/color]

电调制非分光红外(NDIR)气体传感器 本文介绍一种采用电调制红外光源的新型红外气体传感器。该传感器通过采用电调制红外光源，省却了传统方法中的机械调制部件；同时采用了高精度干涉滤光片一体化红外传感器以及单光束双波长技术，配合易拆卸的镀金气室及数据采集系统，可以实现SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等气体的实时测量。一 前言 NDIR红外气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术，特别连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在国外得到了迅速的发展。主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。二 NDIR气体分析基本机理 当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分得:lnI=-KN+α (1) ， 式中:N为吸收气体介质的分子总数 α为积分常数。显然有N∝cl,c为气体浓度。则式(1)可写成: I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2)式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,则式(2)应改为:I=I0exp(-l∑μi ci) (3) 因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。 以CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度，三 电调制NDIR红外气体传感器关键技术 在设计传感器的光学系统部分时，为了减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰，将前置放大电路也一并放在光学部件上，并采取了一定的电磁屏蔽措施。为了使气体红外吸收信号具有较好的分辨率，在进行结构设计时,红外光源、气室、红外探测器应设置在同一光轴上。此外为了使得信号足够大，可以使用椭圆型或抛物线型反射镜。红外光源由稳流供电,供电电压和电流根据使用的光源不同而不同。工作时,传感器根据预先设定的调制频率发出周期性的红外光，红外光源发出的红外光通过窗口材料入射到测量气室,测量气室由采样气泵连续将被测气体通入测量气室,气体吸收特定波长的红外光,透过测量气室的红外光由红外探测器探测。由于调制红外光的作用红外传感器输出交流的电信号，通过其后的前置放大电路放大后在一次经过高精密放大整流电路，得到一个与被测气体浓度对应的直流信号送入测控系统处理。红外传感器内有温度传感器探测其工作环境温度。红外传感器信号经过测控系统,并经数字滤波、线性插值及温度补偿等软件处理后,给出气体浓度测量值。采用了以下关键技术：1.红外光源及其调制pulsIR,reflectIR等新型电调制红外光源等，升降温速度很快.红外光源发射窗口上安装有透明窗,一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内,适合于对常规的气体如CO2、CO、CH4、NO、SO2等气体进行测量。此外也可以阻止外界环境对光源温度的影响。2.镀膜气室采用气室与外支撑分离的结构，安装时只需将气室固定安装在支撑结构的中心即可。此种结构设计保证了该部件易于装卸﹑更换；同时由于与外支撑分离，进一步减小了外界条件的影响，使仪器能适应复杂环境下工作。此外原来一些需要较长气室的传感器，采用以往方法加工镀膜工艺十分困难，采用此法后将十分容易，成本也将大大降低。传统气室采用了与外支撑一体化设计，具有制造容易﹑安装方便等优点，但受外界温度波动影响较大；其次，由于被分析气体成分复杂，具有一定的腐蚀性，如SO2﹑NOx等，长时间使用后气室极易被污染，直接影响测量精度。3.红外探测器红外探测器，NDIR气体传感器的核心部件，测量精度很大程度取决于传感器的性能高低。本研究采用高灵敏度红外传感器，例如TPS2534Gx/Gy,TPS4339Gw/Gx/Gy/Gz,在其封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片,可以实现对不同气体的测量。为了确保红外探测器得到较强的稳定信号，可以设计一种红外探测器定向轴，即使在前置放大板上焊接的红外探测器位置有一定的偏差，本传感器也可确保与红外光源和气室位于同一光学中心轴上。 红外探测器接收红外光产生的信号十分微弱，极易受外界的干扰，因此稳定可靠的前置放大电路是关键，最好采用高精密、低飘移的模拟放大电路，并采用窄带滤波电路。前置放大电路具有精度高、漂移小、响应快的特点。前置放大出来的信号通过二级放大电路，直接输出一个与气体浓度对应信号，并送入测控系统，通过非线性校正和补偿后得到气体浓度。4、 传感器测控系统 为了实现NDIR气体传感器的测量、控制以及自动标定等功能，需要一个合适的微控制器来管理传感器。传感器测控系统 通过采集红外输出信号及测量标准气体曲线，采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。通过采用以上技术，NDIR红外气体传感器的结构比以往仪器将大大简化，仪器功耗也大幅度降低（只有以往的1/4），传感器的成本也不到以往技术的1/4。此类传感器可以实现模块化和标准化，因此更加适合在我国广泛使用。

目前按照气敏特性来分，气体传感器主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。 一、半导体型气体传感器的优缺点自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。 二、半导体传感器需要加热的原因半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。 三、电化学气体传感器的工作原理 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 四、半导体传感器和电化学传感器的区别 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 五、固态电解质气体传感器 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 六、接触燃烧式气体传感器 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 七、光学式气体传感器光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。

[align=center]气体传感器是将气体浓度转换成电信号的部件。在二次开发和升级之后，气体传感器的电信号可以转换成数字信号。人们可以方便地直接检查气体浓度值。[/align]气体探测器的核心部分。气体传感器属于核心部件，不能直接使用。由于传感器信号很小，它只能输出nA电平信号，这很难收集。每个传感器的一致性不同，管理起来不方便。最后它也容易受到温度和湿度的干扰，并且这些值容易出现偏差。原始传感器给用户带来很多不便。没有开发经验的用户不仅开发不好，即使开发出来，检测价值也不稳定，这不仅浪费时间和精力，而且还延误了项目的进度，这不符合成本效益。有许多类型的气体和不同的属性，因此有许多类型的气体传感器。根据待测气体的性质，可分为：用于检测易燃易爆气体的传感器，如氢气、一氧化碳、气体、汽油挥发性气体等 用于检测有毒气体的传感器，如氯、硫化氢、胂 用于检测工业过程气体的传感器，例如氧气中的二氧化碳、炼钢炉中的热处理炉 用于检测大气污染的传感器，如NOx、 CH4、 O3形成酸雨，甲醛等家庭污染。根据气体传感器的结构，可分为干式和湿式 根据传感器的输出，它可以分为两种类型：电阻型和电阻型 根据测试机构的说法，它可分为电化学方法、，电法、，光学方法、化学法等几种类型。气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探头中。基本上，气体传感器是将特定气体体积分数转换成相应电信号的换能器。探针通过气体传感器调节气体样品，通常包括过滤杂质和干扰气体。、干燥或冷却、样品吸入，甚至样品的化学处理，以便化学传感器更快地进行测量。因此，为了便于信号采集和统一管理，SZC利用其独特的核心技术和多年的传感器技术经验，开发出智能气体传感器模块。气体传感器已经开发和升级。通过比较、采样步骤、滤波、校准、信号放大、温湿度补偿，沉国安智能气体传感器模块已经开发完成。沉国安智能气体传感器模块可以对应数千种气体，每种气体对应数十种气体检测范围。对于该产品系列，智能传感器模块可达数万个。根据用户的情况和选择，沉国安只能根据用户的情况制作适合用户的智能传感器模块。这是沉国安产品独家销售的原因之一。气体传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨ph传感器丨水管温度传感器丨[/color]气体压力传感器[color=#333333]丨气压感应器丨[/color][color=#333333]电化学传感器丨数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨h2传感器丨风速传感器丨超声波液位传感器[/color][color=#333333]丨流量传感器[/color][color=#333333]丨压电薄膜传感器丨微型压力传感器丨[/color]湿度传感器[color=#333333]丨[/color]气体传感器https://mall.ofweek.com/category_11.html[color=#333333]丨电流传感器丨[/color]微型传感器[color=#333333]丨壁挂式温度变送器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]一氧化碳传感器丨[/color][color=#333333]氧气传感器丨[/color][color=#333333]超声波传感器丨光纤传感器丨[/color][color=#333333]超声波风速传感器丨[/color][color=#333333]压阻式压力变送器丨[/color][color=#333333]voc传感器丨称重传感[/color][color=#333333]器[/color][color=#333333]丨气压传感器丨[/color][color=#333333]硫化氢传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨二[/color][color=#333333]氧化碳传感器丨百分氧传感器丨[/color][color=#333333]co2气体传感器丨位置传感器丨[/color][color=#333333]bm传感器丨风速传感器丨电流传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]气压传感器丨压力传感器丨meas压力[/color][color=#333333]传感器丨传感器https://mall.ofweek.com/category_5.html丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨一氧化氮传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

公司介绍嘉兴立特电子科技有限公司是美国德康气体检测设备中国总代理。全面经营代理美国德康公司的各类气体探测器、气体报警控制系统、气体在线流程分析仪。美国德康公司通过ISO9001：2000质量体系认证，产品获得北美认证（CSA）、加拿大认证（UL）、泛美认证（UL）。德康公司在红外线气体探测器、金属氧化物（MOS）半导体H2S气体探测器、光离子智能化气体探测器、电化学有毒气体探测器和催化燃烧型可燃气体探测器等系列产品成为行业的先行者，产品应用范围几乎覆盖整个工业领域。即使面对最具难度和挑战性的工业环境，德康的气体探测技术和产品仍能提供实用而经济的服务，在激烈的市场竞争中占据领先地位。以德康中国总代理立特电子科技有限公司为核心，建立区域代理制度，由立特电子科技有限公司负责中国地区所有事务，包括德康产品的客户咨询、销售、物流、技术培训、安装调试、维护维修等综合业务。为在中国设立研发中心与制造中心创造前期条件。主要的产品包括：电化学有毒气体探测器、金属氧化物（MOS）半导体技术H2S探测器、氧气探测器、催化燃烧型可燃气体探测器、红外线可燃气体及二氧化碳气体探测器、光离子智能VOC蒸汽探测器、气体流程在线分析仪、气体探测报警控制系统、系统集成等。美国德康气体检测设备---世界一流产品，全球最长质保期。诚征全国各地经销代理商！网址:www.jxlead.com公司总部: 地址：嘉兴市勤俭路404号勤俭商务楼6楼 电话: 0573-3911600、2079566、2072559传真: 0573-2079055手机：13957368831上海分公司:地址：上海市闵行区贵都路209号28-301电话：021-54432596、28370595 手机：13761410320西北分公司:地址：西安市新城区东新街234号4-16电话：029-87928928传真：029-87421917手机：13991810572产品介绍催化燃烧型可燃气体探测器美国德康公司的催化燃烧型可燃气体探测器是设计用以监视和探测周围空气中可燃气体浓度在爆炸下限从0~100%LEL的范围内的变化。该传感技术是催化燃烧型，传感器探头可在现场更换。该技术对于可燃性气体普遍适用性，对于种类繁多的可燃性气体有敏锐的反应。DETCON传感器气敏元件经特殊设计有防中毒功能，能在多数工业环境中可靠工作五到十年。该产品主要有三种型号：FP-424C、FP-524C、FP-624C（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带三个报警继电器 无干扰操作界面）。 电化学有毒气体探测器美国德康公司的电化学有毒气体探测器是设计用以探测周围空气中存在的多种有毒气体浓度的变化。该传感技术是电化学型，传感器探头可在现场更换。该探测器探测有毒气体的种类及检测范围都是在业内首屈一指的。本传感器气敏元件在多数工业坏境下工作寿命在两年以上。该产品主要有四种型号：DM-200IS、DM-400IS、DM-500IS、DM-600IS（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带三个报警继电器 无干扰操作界面）金属氧化物(MOS)半导体硫化氢探测器美国德康公司的金属氧化物（MOS）半导体H2S气体探测器被设计用以探测周围空气中硫化氢气体的浓度，它的测量范围从标准型的0-20/50/100PPM（可在工作现场调节）到高测量范围型的1,000-10,000PPM。该产品采用金属氧化物半导体传感技术，可动态地显示硫化氢气体浓度的变化。其敏感性可从十亿分之一到百分之一。该技术生产的气敏元件由于自身消耗极小，带温度补偿功能，特别适合在恶劣环境和恶劣气候条件下应用（海上、陆上石油钻井平台，沙漠中，热带气候环境等），拥有十年质保期――世界最长质保期。该产品有三种型号：TP-424C、TP-524C、TP-624C（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）氧气探测器美国德康公司的氧气探测器是被设计用于监控缺氧状况及在过程气体中检测氧气浓度的探测器。标准的缺氧监控范围是在体积比0-25%之间，而对过程气体的含氧量检测的范围则在0-1%和0-30%之间。Detcon公司的氧气探测器气敏元件采用空气电池式电化学传感技术。这种探测器气敏元件的使用寿命为两年半到三年。该产品有四种型号：DM-200、DM-434、DM-534、DM-634（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）红外光学气体探测器美国德康公司的一系列红外线光学气体浓度探测器是基于先进的光学传感技术设计的，用以探测可燃性烷烃类气体或二氧化碳气体的探测器。这种传感器以无干扰、智能化为特征。简单的菜单式校准及模块化设计和组装简化了安装、维护和调试。这种独特的红外线光学气体传感器经实践证明反应敏锐、工作稳定可靠且所需的阶段性维护最少。此外，DETCON公司的产品质量保证决定了拥有本产品的最低运作成本。该产品主要有四种型号：IR-522 、IR-622（烷烃类） IR-540、IR-640（二氧化碳）（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）Model1000 型系列在线流程分析仪美国德康公司的 Model 1000 型系列在线流程分析仪是用以对天然气中的硫化氢和二氧化碳气体浓度提供准确及连续测量的仪器。Model 1000型适用于天然气开采、运输、储藏设备上，维护成本低，现场校验手段简便，部件采用模块化设计，节省了空间。Model 1000型是Detcon 悠久的气体探测器研究及制造历史与一系列先进设计理念相结合的产物。这种操作简便、经济实惠、功能强大的分析仪器，等同于那些价格数倍于它的其它分析技术产品。主要特性l连续测量，运行时间长l操作简便l校准维护简便l价格低廉l无有害废物产生l可选的标准样气l标准输出为：4-20MA，RS-485, 三个继电器l电气分类等级为Class 1 Division 1 Group C, 和 Group D

一、半导体传感器和电化学传感器的区别 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用气体探测器。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 二、半导体型气体传感器的优缺点 自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、 灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率 高等方面。 三、接触燃烧式气体传感器 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 四、固态电解质气体传感器 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 五、电化学气体传感器的工作原理 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测 血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 六、光学式气体传感器 光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。 七、半导体传感器需要加热的原因 半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件气体探测器， 其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器 内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。

气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。在上世纪70年代，气体传感器就成为传感器的一个大系列，属于化学传感器的一个分支。目前市场上流行的气体传感器分为： 半导体式气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导池式气体传感器、电化学式气体传感器、红外线气体传感器、磁性氧气传感器、检测仪中的0-100% LEL与0-n PPM、其他。下边介绍下半体导体式气传感器:半体导体式气传感器它是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的。我公司生产的氧化锆氧分析仪采用的是氧化锆锆管，被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）该氧浓差电动势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号供显示和输出。半导体式气体传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、丙烯酸等很多气体地检测。尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。缺点：稳定性较差，受环境影响较大；尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。因此，不宜应用于计量准确要求的场所。我公司产的氧化锆氧分析仪已经达到了日本、美国、德国、韩国等国际水平。

首先介绍的是红外式传感器和光离子气体传感器。红外式传感器是利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。PID光离子化气体传感器由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号，PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 其实介绍的是催化燃烧式传感器，催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 最后介绍的是定电位电解式气体传感器，定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。

我买了几个热释电传感器和红外灯泡 组装成了自己的红外传感器探头但是现在遇到麻烦了：显示浓度老是下降，不知道什么原因ps:原理是基于lamber-bill吸收定律，用到ndir(非色散红外）的原理（原理见附件）我做过很多次试验 ，因为传感器电路部分别人做的，买别人的探头安装的时候 没有下降的迹象 但是用我做的探头的时候 就会下降。肯求大家来讨论讨论[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=59230]电调制非分光红外气体传感器[/url]

所谓[url=https://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]，是一种可以检查出目视不到的气体存在的传感装置。在以家用天燃气丙烷气体报警器为主的空调与空气洁净器、汽车等领域广泛得到应用。现在工采网小编对4种气体检测原理进行说明。[b][b][b]一、半导体气体传感器工作原理[/b][b]简单的架构[/b][/b][/b][url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif][img=shikumi,300,280]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif[/img][/url][b][b][b]STEP1[/b][/b][/b]在洁净的空气中，氧化锡表面吸附的氧会束缚氧化锡中的电子，造成电子难以流动的状态。[b][b][b]STEP2[/b][/b][/b]在泄漏的气体（还原性气体）环境中，表面的氧与还原气体反应后消失，氧化锡中的电子重获自由，受此影响，电子流动通畅。[b][b][b]传感器的检测原理[/b][/b][/b]当氧化锡粒子在数百度的温度下暴露在氧气中时，氧气捕捉粒子中的电子后，吸附于粒子表面。结果，在氧化锡粒子中形成电子耗尽层。由于气体传感器使用的氧化锡粒子一般都很小，因此在空气中整个粒子都将进入电子耗尽层的状态。这种状态称为容衰竭（volume depletion）。相反，把粒子中心部位未能达到耗尽层的状态称为域衰竭（regional depletion）。使氧气分压从零（flat band开始按照小（[O[sup]-[/sup]](Ⅰ)）→中（[O[sup]-[/sup]](Ⅱ)）→大（[O[sup]-[/sup]](Ⅲ)））的顺序上升时，能带结构与电子传导分布的变化如下图所示（[O[sup]-[/sup]]：吸附的氧气浓度）。在容衰竭（volume depletion）状态下，电子耗尽层的厚度变化结束，产生费米能级转换[i][i]p[/i][/i]kT，电子耗尽状态往前推进则[i][i]p[/i][/i]kT增大，后退则pkT缩小。[b][b][b]■ 随着吸附的氧气浓度增加半导体粒子的耗尽状态在推进[/b][/b]能带结构[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu1.jpg[/img][/td][td][table][tr][td]x[/td][td]:[/td][td]半径方向的距离[/td][/tr][tr][td]qV(x)[/td][td]:[/td][td]势垒[/td][/tr][tr][td][i]a[/i][/td][td]:[/td][td]离子半径[/td][/tr][tr][td][O[sup]-[/sup]][/td][td]:[/td][td]吸附氧气的浓度[/td][/tr][tr][td]E[sub]C[/sub][/td][td]:[/td][td]传导带下端[/td][/tr][tr][td]E[sub]F[/sub][/td][td]:[/td][td]费米能级[/td][/tr][tr][td][i]p[/i]kT[/td][td]:[/td][td]费米能级转换[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table][b]传导电子分布[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu2.jpg[/img][/td][td][table][tr][td][e][/td][td]:[/td][td]电子浓度[/td][/tr][tr][td]N[sub]d[/sub][/td][td]:[/td][td]施子密度[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table]容衰竭（volume depletion）状态下球状氧化锡粒子表面的电子浓度[e][sub]S[/sub]可用施子密度Nd、粒子半径[i]a[/i]以及德拜长度L[sub]D[/sub]通过式子（1）表示。如果[i]p[/i]增大则[e][sub]S[/sub]减少，[i]p[/i]减少则[e][sub]S[/sub]增大。[e][sub]S[/sub]=N[sub]d[/sub] exp{-(1/6)([i]a[/i]/L[sub]D[/sub])[sup]2[/sup]-[i]p[/i]} ... (1)由大小、施子密度相同的球状氧化锡粒子组成的传感器的电阻值R，可使用flat band时的电阻值R[sub]0[/sub]，通过式子（2）表示。[e][sub]S[/sub]减少则将增大，[e][sub]S[/sub]增大则将缩小。R/R[sub]0[/sub]= N[sub]d[/sub]/[e][sub]S[/sub] ... (2)使用了氧化锡的半导体式气体传感器，就是这样通过氧化锡粒子表面的[O[sup]-[/sup]]的变化来体现电阻值R的变化。置于空气中被加热到数百度的氧化锡粒子，一旦暴露于一氧化碳这样的还原性气体中，其表面吸附的氧气与气体之间发生反应后，使[O[sup]-[/sup]]减少，结果是[e][sub]S[/sub]增大，R缩小。消除还原性气体后，[O[sup]-[/sup]]增大到暴露于气体前的浓度，R也将恢复到暴露于气体前的大小。使用氧化锡的半导体式气体传感器就是利用这个性能对气体进行检测。[b][b][b]二、催化燃烧式气体传感器工作原理[/b][/b][/b]催化燃烧式气体传感器由对可燃气体进行反应的检测片（D）和不与可燃气体进行反应的补偿片（C）2个元件构成。如果存在可燃气体的话，只有检测片可以燃烧，因此检测片温度上升使检测片的电阻增加。 相反，因为补偿片不燃烧，其电阻不发生变化（图1）。这些元件组成惠斯通电桥回路（图2），不存在可燃气体的氛围中，可以调整可变电阻（VR）让电桥回路处于平衡状态。 然后，当气体传感器暴露于可燃气体中时，只有检测片的电阻上升，因此电桥回路的平衡被打破，这个变化表现为不均衡电压（Vout）而可以被检测出来。此不均衡电压与气体浓度之间存在图3所示的比例关系，因此可以通过测定电压而检出气体浓度。[b]■ (图1)测定电路[/b][img=,621,257]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img1.jpg[/img][b]■ (图2)测试电路[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img2.jpg[/img][b]■ (图3)[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img3.jpg[/img][b][b][b]三、电化学气体传感器工作原理[/b][/b]传感器元件构成与电极反应式[/b][img=,621,255]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/shiki.jpg[/img]传感器由来自贵金属催化剂的检测极、对极与离子传导体构成。当CO等检测对象气体存在时，在检测极催化剂上与空气中的水蒸气发生（1）式所示的反应。CO + H[sub]2[/sub]O → CO[sub]2[/sub]＋ 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] …（1）检测极与对极接通电流（短路）后，检测极产生的质子(H+)与同时产生的电子（e-）分别通过离子传导体与外部电线（引线）各自到达对极，在对极上与空气中的氧之间发生（2）式所示的反应。（1/2）O[sub]2[/sub] + 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] → H[sub]2[/sub]O …（2）也就是说此传感器构成了由（1）（2）反应式形成的（3）反应式的全电池反应，可以认为是将气体作为活性物质的电池。CO + （1/2）O[sub]2[/sub] → CO[sub]2[/sub] …（3）当做气体传感器使用时，接通检测极与对极的电流，来测定其短路电流。[b]CO浓度检测原理公式[/b][img=,254,236]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/co.jpg[/img]对流过外部电路的短路电流与气体浓度的关系，通过传感器进行适当的扩散控制（控制气体的流入量），呈现出式子（4）这样的比例关系（右图）。I = F × (A/σ) × D × C × n …（4）这里 I：短路电流；A：扩散孔面积；σ：扩散层长度；D：气体扩散系数；C：气体浓度；ｎ：反应的电子数量[b]特长[/b]反应式（1）所示的氧化电位由于比氧化电极电位的基准值（2H+ + 2e- ? H2)要低（拥有较低电位），因此此反应不需要消耗来自外部的电压、温度等其他能量，可以有选择地进行，与别的检测方式相比在干扰性、重复性、节电方面要优越得多。[b][b][b]四、NDIR气体传感器工作原理[/b][b]NDIR（非色散型红外线）式气体传感器的工作原理[/b][/b][/b]NDIR(non-dispersive infrared)式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。红外线的透射率（透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比）取决于对象气体的浓度。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu01.png[/img]传感器由红外线放射光源、感光素子、光学滤镜以及收纳它们的检测匣体、信号处理电路构成。在单光源双波长型传感器中，在2个感光素子的前部分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤镜，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以换算为相应的气体浓度。因此，双波长方式可实现长期而又稳定的检测。[b]检测原理[/b]用中波段红外线照射气体后，由于气体分子的振动数与红外线的能级处于同一个光谱范畴，红外线与分子的固有振动数发生共振后，在分子振动时被气体分子所吸收。气体浓度与红外线透射率的关系可通过下述朗伯-比尔定律进行说明。对于NDIR式气体传感器来说，对象气体的吸光度ε与光程d是不变的，在与成为对象的气体吸收能（波长）一致的光谱范畴，通过测定红外线的透射率[i]T[/i]，即可得到对象气体的浓度c。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu02.png[/img]来自放射源的入射光强度[i]I[/i][sub]0[/sub]，是通过使用不吸收红外线的零点气体校准后设定的。吸光度ε是利用已知浓度的对象气体进行校准后进行初始设定的。[b]特长[/b]因为红外线是根据目标气体固有的红外能量（波长）被吸收的，所以气体选择性非常高成为其最大的特长。即使在高浓度的对象气体中长时间进行暴露，也从原理上避免了灵敏度的不可逆变化。

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、定电位电解式气体传感器、催化燃烧式传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器、等以下简单概述各种传感器的原理及特点。金属氧化物半导体式传感器金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。定电位电解式气体传感器定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。迦伐尼电池式氧气传感器隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。红外式传感器红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。PID光离子化气体传感器PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器、等以下简单概述各种传感器的原理及特点。金属氧化物半导体式传感器 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。催化燃烧式传感器。 催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。定电位电解式气体传感器 定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。迦伐尼电池式氧气传感器 隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。红外式传感器 红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。PID光离子化气体传感器 PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

[align=center][/align]随着人们生活水平和经济水平的提高，汽车已成为每个家庭的必不可少的交通工具。但是，汽车尾气污染问题是我们现在面临的一个严重的环境问题。汽车每年排放的有害排放量是其自身重量的三倍。 英国环境保护协会曾经发布了一份研究报告，每年因空气污染而死亡的英国人比在交通事故中丧生的人高10倍。在汽车发动机燃烧后排放到空气中的气体主要包括二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、 碳氢化合物、二氧化碳等。废气的排放直接导致环境污染，危害人体健康。污染严重的区域导致“酸雨”的形成，从而造成土壤、水源的污染，影响空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量，破坏农作物和森林植被并腐蚀建筑物。汽车尾气排放的有害物质不仅增加了空气污染，而且破坏了环境的生态平衡。更重要的是，这些污染物将在一定条件下产生二次污染-光化学烟雾，这不仅使人们看不到远处的任何东西。它也使人流眼泪、呼吸困难甚至呕吐。对于年幼的孩子来说，他们自己的免疫系统尚未完全发育，免疫力很低，在受污染的环境中，孩子比成年人受到的伤害更大。汽车尾气是铅的重要来源，孩子的身高大约等于汽车尾气的高度。如果小孩站在汽车后面或有更多汽车，那么他将直接吸入有害气体，因此小孩更容易受到汽车尾气的影响。在许多大中型城市中，汽车的数量实际上已经“超载”，汽车排气控制和治理已成为世界上的重要问题。因此，汽车发动机排放的尾气监测已成为环境监测的重点之一，包含易燃易爆、有毒有害气体的监测，工采网代理多种类型的气体传感器，这些气体传感器可以用于检测汽车尾气排放。英国GSS 高速响应红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器) - SprintIRSprintIR 是一款高速响应 红外CO2传感器（20Hz）高速检测（20Hz）,测量范围从 0 到 100%；英国GSS 低功耗HVAC专用红外二氧化碳传感器- COZIR-A红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器)COZIR-A 是具有低功耗（3.5mW）的高性能 CO2传感器，是应用于电池供电产品和便携式设备的理想选择；日本figaro 民用电化学一氧化碳传感器 - TGS5042一氧化碳可检测浓度高达1%，操作使用温度范围广(-5˚ C ~ 55˚ C)；对干扰气体灵敏度很低。这种传感器具有使用寿命长，长期稳定性好，精度高。工采网建议大家在开车的时候要注意车内通风，使得车内空气可以循环，从而防止汽车排除的废气将再次回收到汽车，被人体被吸收。

传感器是气体检测变压器的核心部位，是检测气体浓度的关键所在，随着不同的检测原理，传感器也不尽相同。 PID光离子化气体传感器 PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 迦伐尼电池式氧气传感器 隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 催化燃烧式传感器 催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。www.jiuxing17.com 定电位电解式气体传感器 定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 红外式传感器 红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 金属氧化物半导体式传感器 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

为了保证传感器的精度和系统的完整性，气体传感器需要被标定。传感器固定安装位置是很重要的，位置必须使标定容易完成。标定的时间间隔依传感器的不同而不同。通常，传感器的制造厂商将建议传感器的标定的时间间隔。然而，在传感器安装后的三十天，按照惯例应频繁的对传感器进行检查。在这个周期内，观察该传感器是否适合新的环境。 同样，厂家并没有在系统的设计中说明传感器性能影响的因素。如果传感器的功能作用能连续大约三十天，说明安装的可信度很高。在这段时间里，任何可能的问题都可确认和修改。经验说明：传感器第一次安装后三十天，按照操作的希望值，完成传感器的各种功能。大多数问题如传感器位置的不适合、其他气体的干扰、密度的降低，在这段时间里将会出现。在前三十天，传感器应做周检察。而后，制定维修计划包括标定的时间间隔。正常情况下，每月标定足以满足传感器的效率和灵敏度，同时月检察也能保证传感器的精度。传感器的标定方法和过程被立即确定。标定的过程简单、直接、容易。这种标定是一种简单的安全检查，不象实验室分析仪要求很高的精度。为了某一区域气体的质量和安全，要求气体的监视仪满足简单、可重复和经济。标定的过程将具有一致性和追溯性。标定的过程将在传感器安装的现场完成。 气体传感器的标定包括两步骤：首先是"零点"设置；然后是"量程"的标定，步骤1："零点"设置 定义气体的零点没有确定的标准。许多分析过程，包括一些特殊的分析过程如EPA方法，都使用纯氮或纯人造气体来建立零点。这是因为这种瓶装氮气和人造气体容易获得。由于这个原因，人们普遍认为使用瓶装氮气和人造气体是传感器零点设置的一种好方法。不幸的是，这种方法不太准确。通常空气中除了含有氮气和氧气外，还含有微量的其他气体。同样，周围的空气中含有很小百分数的水蒸气。因此，假设该区域的空气是清新的，使用周围的空气作为传感器的零点具有现实和实践意义。这个参考点依建立的不同而不同。因此，区域内传感器的一个好参考点，总是认为该区域的空气清新，如某一办公室区域。这将给出更接近现实的零点，因为它将代表安装周围空气条件。水蒸汽的缺乏可能引起设定零点的数字低于传感器周围空气的零点数既零点漂移。这就是固态型传感器和光电离探测器使用时值得注意的地方。 标定的方法。考虑到所有因素，如传感器的型号和应用条件，应遵循以下建议的标定方法： A． 根据操作人员的判断，传感器周围的气体是清新的，没有非正常条件存在，这时，仪表的指示接近零（读数），零点设置的过程可以跳过。当出现疑问时，可使用塑料袋来得到一些在传感器周围认为是"清新"的空气。这是一个非常快而容易的过程。这种方法对于区别真报警和误报警是非常有效的。 B．压缩空气有一优点就是，气体在瓶中容易控制并容易携带。通过设备很容易、方便的得到空气。这种空气中含义少量的氮氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和一些其他干扰气体。然而，这种气体的特点是湿度低，解决的办法是在采样系统中使用带有活性碳的过滤器，过滤掉所使用的潮湿气体中不想要的气体和水蒸汽。经过这个过程，才可以使用该气体对各种型号的传感器进行标定。然而，值得注意的是一氧化碳气体并不能通过带有活性碳的过滤器而滤掉。 因此，规则规定：气瓶中的一氧化碳含量必须与周围环境气体的含量相同。此外，使用苏达灰过滤器可以滤出一氧化碳。由于在采样系统管线上使用苏达灰过滤器可以滤出一氧化碳，所以此方法是二氧化碳传感器零点设置的好方法，很容易获得基本的零点。虽然人造气体通常是非常纯，但是它不能用于固态型传感器和光电离探测器，因为这类传感器要求在采样的气体中含有一些水蒸汽。这个问题解决的简单办法是，在采样系统管线上使用潮湿的薄绵纸。它的作用是使采样流中潮湿，对传感器有足够的水蒸汽。另外可选择使NAFION管，其描述在第十章"采样系统和设计"说明此概念。 标定气--控制器--NAFION干燥管或加湿材料--到传感器

首先工业烤箱，也就是涂层烘干室，是作为生产设备使用的，是生产和加工环节中的一个节点，一般是在产品涂装，烘烤阶段使用。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/10/QQ图片20221013104117.png][img=QQ图片20221013104117,467,300]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/10/QQ图片20221013104117-467x300.png[/img][/url]当然形式是多样的，比如有些设备没有高温，也没有烘干的字样，但是也是属于这一类设备的。回流焊设备，回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。回流焊设备又分为多种：[b]根据技术分类热风回流焊：[/b]热风式回流焊炉通过热风的层流运动传递热能，利用加热器与风扇，使炉内空气不断升温并循环，待焊件在炉内受到炽热气体的加热，从而实现焊接。热风式回流焊炉具有加热均匀、温度稳定的特点，PCB的上、下温差及沿炉长方向的温度梯度不容易控制，一般不单独使用。自20世纪90年代起，随着SMT应用的不断扩大与元器件的进一步小型化，设备开发制造商纷纷改进加热器的分布、空气的循环流向，并增加温区至8个、10个，使之能进一步精确控制炉膛各部位的温度分布，更便于温度曲线的理想调节。全热风强制对流的回流焊炉经过不断改进与完善，成为了SMT焊接的主流设备。[b]热板传导回流焊：[/b]这类回流焊炉依靠传送带或推板下的热源加热，通过热传导的方式加热基板上的元件，用于采用陶瓷（Al2O3）基板厚膜电路的单面组装，陶瓷基板上只有贴放在传送带上才能得到足够的热量，其结构简单，价格便宜。中国的一些厚膜电路厂在80年代初曾引进过此类设备。[b]红外(IR)回流焊炉：[/b]此类回流焊炉也多为传送带式，但传送带仅起支托、传送基板的作用，其加热方式主要依红外线热源以辐射方式加热，炉膛内的温度比前一种方式均匀，网孔较大，适于对双面组装的基板进行回流焊接加热。这类回流焊炉可以说是回流焊炉的基本型。在中国使用的很多，价格也比较便宜。[b]红外线+热风回流焊：[/b]20世纪90年代中期，在日本回流焊有向红外线+热风加热方式转移的趋势。它足按30%红外线，70%热风做热载体进行加热。红外热风回流焊炉有效地结合了红外回流焊和强制对流热风回流焊的长处，是21世纪较为理想的加热方式。它充分利用了红外线辐射穿透力强的特点，热效率高、节电，同时又有效地克服了红外回流焊的温差和遮蔽效应，弥补了热风回流焊对气体流速要求过快而造成的影响。这类回流焊炉是在IR炉的基础上加上热风使炉内温度更加均匀，不同材料及颜色吸收的热量是不同的，即Q值是不同的，因而引起的温升AT也不同。例如，lC等SMD的封装是黑色的酚醛或环氧，而引线是白色的金属，单纯加热时，引线的温度低于其黑色的SMD本体。加上热风后可使温度更加均匀，而克服吸热差异及阴影不良情况，红外线+热风回流焊炉在国际上曾使用得很普遍。由于红外线在高低不同的零件中会产生遮光及色差的不良效应，故还可吹入热风以调和色差及辅助其死角处的不足，所吹热风中又以热氮气为理想。对流传热的快慢取决于风速，但过大的风速会造成元器件移位并助长焊点的氧化，风速控制在1．Om/s~1.8ⅡI/S为宜。热风的产生有两种形式：轴向风扇产生（易形成层流，其运动造成各温区分界不清）和切向风扇产生（风扇安装在加热器外侧，产生面板涡流而使各个温区可精确控制）。[b][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]回流焊接：[/b][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]回流焊接又称[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]焊(VaporPhaseSoldering，VPS)，亦名凝热焊接(condensationsoldering)。加热碳氟化物（早期用FC-70氟氯烷系溶剂），熔点约215℃，沸腾产生饱和蒸气，炉子上方与左右都有冷凝管，将蒸气限制在炉膛内，遇到温度低的待焊PCB组件时放出汽化潜热，使焊锡膏融化后焊接元器件与焊盘。美国将其用于厚膜集成电路(IC)的焊接，气柏潜热释放对SMA的物理结构和几何形状不敏感，可使组件均匀加热到焊接温度，焊接温度保持一定，无需采用温控手段来满足不同温度焊接的需要，VPS的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]中是饱和蒸气，含氧量低，热转化率高，但溶剂成本高，且是典型臭氧层损耗物质，因此应用上受到极大的限制，国际社会现今基本不再使用这种有损环境的方法。[b]激光回流焊，光束回流焊：[/b]激光加热回流焊是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特点，通过光学系统将激光束聚集在很小的区域内，在很短的时间内使被加热处形成一个局部的加热区，常用的激光有C02和YAG两种，是激光加热回流焊的工作原理示意图。激光加热回流焊的加热，具有高度局部化的特点，不产生热应力，热冲击小，热敏元器件不易损坏。但是设备投资大，维护成本高。[b]热丝回流焊：[/b]热丝回流焊是利用加热金属或陶瓷直接接触焊件的焊接技术，通常用在柔性基板与刚性基板的电缆连接等技术中，这种加热方法一般不采用锡膏，主要采用镀锡或各向异性导电胶，并需要特制的焊嘴，因此焊接速度很慢，生产效率相对较低。[b]热气回流焊：[/b]热气回流焊指在特制的加热头中通过空气或氮气，利用热气流进行焊接的方法，这种方法需要针对不同尺寸焊点加工不同尺寸的喷嘴，速度比较慢，用于返修或研制中。[b]感应回流焊：[/b]感应回流焊设备在加热头中采用变压器，利用电感涡流原理对焊件进行焊接，这种焊接方法没有机械接触，加热速度快；缺点是对位置敏感，温度控制不易，有过热的危险，静电敏感器件不宜使用。[b]聚红外回流焊：[/b]聚焦红外回流焊适用于返修工作站，进行返修或局部焊接。[b]根据形状分类台式回流焊炉：[/b]台式设备适合中小批量的PCB组装生产，性能稳定、价格经济（大约在4-8万人民币之间），国内私营企业及部分国营单位用的较多。[b]立式回流焊炉：[/b]立式设备型号较多，适合各种不同需求用户的PCB组装生产。设备高中低档都有，性能也相差较多，价格也高低不等（大约在8-80万人民币之间）。国内研究所、外企、企业用的较多。[b]根据温区分类[/b]回流焊炉的温区长度一般为45cm～50cm，温区数量可以有3、4、5、6、7、8、9、10、12、15甚至更多温区，从焊接的角度，回流焊至少有3个温区，即预热区、焊接区和冷却区，很多炉子在计算温区时通常将冷却区排除在外，即只计算升温区、保温区和焊接区。按照我国的标准，SMT生产车间是需要配可燃气体浓度报警器的，事实上，在高温过程中，会产生气体，尤其是焊接的各种焊料和一些有机物料。 高温炉、高温烤箱由于原材料、设备运转在高温烘烤的环境下，产生热量，材料会进行分解，从而产生了可燃性的气体。可燃气体在烤炉、烤箱内部、进出气口以及空气中就会形成聚集。如达到燃烧的三要素，极有可能会发生燃烧爆炸的危险。可燃气体浓度报警器就是检测气体浓度泄漏报警的仪器。[b]当工业环境中可燃或有毒气体泄漏时[/b]，当可燃气体浓度报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的报警点时，可燃气体浓度报警器就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障人身财产安全。可燃气体浓度报警器中核心元器件可燃气体传感器可以采用进口[b]可燃气体传感器 [url=https://www.isweek.cn/127.html]TGS816[/url]:可燃气体传感器TGS816[/b]不仅可检测多种可燃气体，而且采用了陶瓷底座，可耐受200°C高温的使用环境，对甲烷、丙烷与丁烷气体具有很高的灵敏度，是监控LNG与LPG最为理想的传感器。由于其对多种气体拥有灵敏度，可广泛运用于各种领域，因此是一款价廉物美的优秀传感器。费加罗传感器的敏感素子由二氧化锡（SnO2）半导体构成，其在清洁的空气中电导率很低，当空气中被检测气体存在时，该气体的浓度越高传感器的电导率也会越高。使用简单的电路，就可以将电导率变化转换成与该气体浓度相对应的信号输出。[img=日本figaro 可燃气体传感器,300,300]https://www.isweek.cn/Thumbs/300/0171017/59e5b1e118d39.jpg[/img]那么报警器应该如何安装呢？[b]可燃气体浓度报警器安装位置：[/b]探测器应安装在气体易泄漏场所，具体位置应根据被检测气体相对于空气的比重决定。当被检测气体比重大于空气比重时，探测器应安装在距离地面(30～60)cm处，且传感器部位向下。当被检测气体比重小于空气比重时，探测器应安装在距离顶棚(30～60)cm处，且传感器部位向下。为了正确使用探测器及防止探测器故障的发生，请不要安装在以下位置：◆ 直接受蒸汽、油烟影响的地方；◆ 给气口、换气扇、房门等风量流动大的地方；◆ 水汽、水滴多的地方（相对湿度：≥90%RH）；◆ 温度在-40℃以下或55℃以上的地方；

气体分析仪广泛应用于汽车尾气检测；石油化工生产过程中气体成份在线分析和监测； 冶金工业中，高炉、转炉、焦炉工业炉窑等气体分析和监测 ；科学实验、环境保护、医疗卫生等行业气体分析和监测；生物医药、食品发酵、污水处理、垃圾填埋等过程气体测量；仓储、温室、室内等场所气体检测；烟道气在线连续检测(CEMS)等。对经济发展和社会进步具有重要用途。传统气体分析仪器奥氏气体分析仪，常用于CO2、O2、CO、H2、烃类等的含量测定。奥氏气体分析仪工作原理是：是利用不同的溶液来相继吸收气体试样中的不同组分：用40％的氢氧化钠吸收试样中的二氧化碳；用焦没食子酸钾溶液吸收试样中的氧气；用氨性氯化亚铜溶液来吸收试样中的一氧化碳。然后根据吸收前后试样体积的变化来计算各组分的含量。CH4和H2用爆炸燃烧法测定，剩余气体为N2。奥氏气体分析仪的优点是结构简单、价格便宜、维修容易。奥氏气体分析仪缺点是：虽一次购置成本低但长期运行成本高，除去分析人员的成本，仅每年买试剂和玻璃器皿至少要1万多元，而且必须对气体进行人工取样，在实验室进行分析，其中分析人员的操作技能和“态度”对分析的精确度有很大影响。奥氏气体分析仪只能单一成份地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能，分析费时，操作烦琐，响应速度慢，效率低，难以实时地分析生产工况。由于奥氏气体分析仪的的以上缺点，难以适应生产发展的需要，例如在化工、石油化工的生产过程中,为了控制化学反应和确保安全生产,一般都需要在线分析,并要求它连续、准确、经济、耐用。随着科学技术和全球经济的迅猛发展,工业废气的排放成为大气污染的一大杀手。因此,工业废气连续监控系统(CEMS)的开发应用亦成为趋势。所以奥氏气体分析仪逐渐被全自动分析仪器替代，例如红外线气体分析仪。红外线分析仪常用来连续测定各种混合气体中的CO、CO2、CH4 、SO2、NOX和CH等的含量，是在线分析仪中非常重要的一类仪器。 红外线分析仪工作原理是：当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。 相对于奥氏气体分析仪，红外线气体分析仪的优点是精度和灵敏度高、测量范围宽、响应速度快、良好的选择性、稳定性和可靠性好、可实现多组分气体同时测量、能够连续分析和自动控制。缺点是不能分析对称结构无极性双原子分子及单原子分子气体。这一点可配合电化学检测器使用克服。 在国内红外线气体分析仪里，GASBOARD红外气体分析仪采用国际上最新的非分光红外吸收光谱法（NDIR）技术，如电调制红外光源、进口高灵敏度滤光传感一体化红外传感器、高精度前置放大电路、可拆卸式镀膜气室等，并结合嵌入式的硬件和软件技术，可实现不同浓度、不同气体（SO2、NOX、CO2、CO、CH等）的高精度连续检测。是一类优良的红外气体分析仪 随着国民经济的飞速发展和加入WTO，对生产工艺和过程控制的要求越来越高，对生态环境的保护也越来越重视，红外在线成分分析仪作为必要的配套设备已成为企业全面质量管理的一个重要发展趋势，也是取代传统的化学式手动实验室分析仪——奥氏气体分析仪的必然趋势。[color=red]【由于该附件或图片违规，已被版主删除】[/color]

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 　　　　金属氧化物半导体式传感器 　　金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 　　催化燃烧式传感器 　　催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 　　定电位电解式气体传感器 　　定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 　　迦伐尼电池式氧气传感器 　　隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 　　红外式传感器 　　红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 　　PID光离子化气体传感器 　　PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 　　金属氧化物半导体式传感器 　　金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 　　催化燃烧式传感器 　　催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 　　定电位电解式气体传感器 　　定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 　　迦伐尼电池式氧气传感器 　　隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 　　红外式传感器 　　红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 　　PID光离子化气体传感器 　　 　　PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 TOP

本人最近一直在研究电调制非分光红外（NDIR）气体浓度传感器，看了很多很多资料，总结出一些经验，这里和大家一起分享一下。欢迎一起讨论，共同提高认知该项技术的能力。

简述几种气体检测传感器的检测原理此文章由 东方嘉仪仪器网 转发检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 金属氧化物半导体式传感器 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器 催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式气体传感器 定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器 隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 红外式传感器 红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 PID光离子化气体传感器 PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

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烟气分析仪中电化学气体传感器的使用与维护 烟气分析仪是对有害气体如二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳等排放以及氧含量的气体检测的仪器。用于燃油、燃气锅炉污染排放、烟道气及污染源附近的环境监测。气体传感器是烟气分析仪检测气体的核心，常用气体传感器多为电化学传感器。　　电化学气体传感器性能比较稳定，寿命较长，耗电很小，对气体的响应快，不受湿度的影响，分辨率一般可以达到0．1μmol／mol(随传感器不同有所不同)。它的温度适应性也比较宽(有时可以在-40℃到50℃间工作)。然而，它受读数温度变化的影响也比较大。所以很多仪器都有软硬件的温度补偿处理。同时电化学式传感器又具有体积小、操作简单、携带方便、可用于现场监测及成本低等优点，所以，在目前各类气体检测设备中，包括烟气分析仪，电化学气体传感器占有很重要的地位。1 常用电化学传感器原理及结构　　按照检测原理的不同，电化学气体传感器主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等等。目前，烟气分析仪中使用较多的是定电位电解式气体传感器和迦伐尼电池式氧气传感器。 　　定电位电解式气体传感器工作原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择地使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。其结构是：在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体在电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。可测量SO2、NO、NO2、CO、H2S等气体，但这些气体传感器灵敏度却不相同，灵敏度从高到低的顺序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，响应时间一般为几秒至几十秒，一般小于1min；它们的寿命，短的只有半年，长则2年、3年，而有的CO传感器长达几年。　　伽伐尼电池式气体传感器与定电位电解式一样，通过测量电解电流来检测气体浓度。但由于传感器本身就是电池，所以不需要由外界施加电压。这种传感器主要是用于O2的检测，检测缺氧的仪器几乎都使用这种传感器。隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10～30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分设置阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用KOH、KHCO3作电解液。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。2 如何科学地延长电化学传感器的使用寿命　　电化学气体传感器大都是以水溶液作为电解质，电解质的蒸发或污染，常会导致传感器的信号下降，使用寿命短；由于在空气中有被测物质存在，传感器中的有效成分被消耗，因此传感器一旦被启封，就视为参加了使用，即使没用于测量，它的生命也在缩短；电化学型气体传感器的寿命期望值为2年，使用不当它的寿命可能更短，而传感器更换的费用较高。因此如何保证其使用寿命，传感器的正确维护对烟气分析仪的使用尤为重要。　　传感器长时间暴露在烟气中会极大影响使用寿命，只有短时间与被测对象接触，长期处于新鲜的空气中即可维护其正常使用寿命。因此，仪器开机时，一定要在清洁的空气中。测量完毕后，不要立即关机，仪器必须在清洁空气保持运行时间5～10min，待仪器气体显示值降至10单位以下，保持仪器内部处于新鲜空气的环境，方可关机或停泵，否则，传感器容易“中毒”并加速传感器的损耗。　　对于装有粉尘过滤装置的仪器，要及时更换过滤芯，避免粉尘进入传感器内，污染传感器。对于便携式仪器，不论仪器是否经常使用，至少每隔2～3周充电一次，且采样时电池电量不应低于30％。　　有些厂商安装了两个泵：抽气泵和内置的清洗泵，在仪器连续监测一段时间后，抽气泵会关闭，在仪器内部的清洗泵会自动开启，抽取仪器周围的清洁空气，使仪器的传感器得到充分的清洗，这样也延长了传感器的使用寿命。3 如何保证仪器的准确性　　为了保证烟气分析仪的精度和系统的完整性，对仪器还需要进行正常运行性流量检查及示值标定。　　烟气分析仪是通过抽取烟道中气体到气体传感器，对被测量气体检测的，为利于烟气排放，烟道常采用负压，也就是说在烟道中如果仪器的泵抽力小，即泵的流量小，当负压超过仪器中泵的吸力时，会导致实际测量数值偏低。因此，使用仪器时，既要根据测试工况的负压范围，选择相应型号的仪器，还要对仪器的流量进行测量，一般仪器的流量要保证在0．7L／min以上，才有可能保证仪器测量的准确性。　　日常工作中，可以根据本身具备的环境及条件选择不同的方法进行示值标定，以保证仪器的正常运转，但要对外出具公证数据时，则一定要到计量检定部门按周期检定，以保证仪器的准确性。　　其一：选择洁净的空气，对仪器的零点进行标定。此时有害气体的含量应为“零”，而氧的含量则应为20．9％。　　其二，选择纯氮，通入氮气氧传感器的显示应迅速下降为0．2mg／m。以下，否则氧传感器失效，而有害气体的显示应为“零”。　　其三，选择一定体积质量的被测量标准气体进行标定，按照仪器使用说明书对每个传感器进行一一标定，如果发现示值误差超过说明书给出的技术指标，可通过校准程序或仪器内部电器指标的调整，对仪器进行调整。如果在使用中监测的数据异常偏低，反应非常慢；或在标定过程中发现传感器反应非常慢，线性误差较大，无法调整；或是刚刚调整好，再进行测量数值又发生了变化，则可以考虑更换传感器。　　在更换传感器之后，也要对传感器或仪器进行及时反复的标定，调整准确后，才能使用。　　总之，科学合理的使用、维护，可有效地延长电化学传感器的寿命，以保证烟气分析仪的测量准确性。

随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。例如，1995年7月，四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏，当场造成3人死亡，6人受伤，仅约一小时左右，市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此，这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展使得其应用越来越广泛。本文介绍了气体传感器的发展情况及在气体泄漏事故处置中的应用前景。 1 气体传感器 　　国外从30年代开始研究开发气体传感器。过去气体传感器主要用于煤气、液化石油气、天然气及矿井中的瓦斯气体的检测与报警，目前需要检测的气体种类由原来的还原性气体(H2,C4H10,CH4)等扩展到毒性气体(CO,NO2,H2S,NO,NH3,PH3)等。 　　气体传感器种类繁多。按所用气敏材料及气敏特性不同，可分为半导体式、固体电解质式、电化学式、接触燃烧式、高分子式等。 1.1 半导体气体传感器 　　这种传感器主要使用半导体气敏材料。自从1962年半导体金属氧化物气体传感器问世以来，由于具有灵敏度高、响应快等优点，得到了广泛的应用，目前已成为世界上产量最大、使用最广的传感器之一。按照检测气敏特征量方式不同分为电阻式和非电阻式两种。 　　电阻式半导体气体传感器是通过检测气敏元件随气体含量的变化情况而工作的。主要使用金属氧化物陶瓷气敏材料。随着近年来复合金属氧化物、混合金属氧化物等新型材料的研究和开发，大大提高了这种气体传感器的特性和应用范围。例如：WO3气体传感器可检测NH3的浓度范围为5 ppm～50 ppm,ZnO-CuO气体传感器对200 ppm的CO非常敏感。 　　非电阻式半导体气体传感器是利用气敏元件的电流或电压随气体含量而变化的原理工作的。主要有MOS二极管式和结型二极管式，以及场效应管式气体传感器。检测气体大多为氢气、硅烷等可燃气体。 1.2固体电解质气体传感器 　　固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子，从而形成电动势，测量电动势从而测量气体浓度。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。如测量H2S的YST-Au-WO3、测量NH3的NH+4CaCO3等。 1.3接触燃烧式气体传感器 　　可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。其工作原理是：气敏材料在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量电阻变化从而测量气体浓度。这种传感器只能测量可燃气体，对不燃性气体不敏感。例如，在Pt丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即可以检测各种可燃气体。接触燃烧式气体传感器在环境温度下非常稳定，并能对爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测，普遍应用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道、浴室、厨房等处的可燃性气体的监测和报警。 1.4 高分子气体传感器 　　利用高分子气敏材料的气体传感器近年来得到了很大的发展。高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚异丁烯、氨基十一烷基硅烷等。高分子气敏材料由于具有易*作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。根据所用材料的气敏特性，这类传感器可分为：通过测量气敏材料的电阻来测量气体浓度的高分子电阻式气体传感器；根据气敏材料吸收气体时形成浓差电池，测量电动势来确定气体浓度的浓差电池式气体传感器；根据高分子气敏材料吸收气体后声波在材料表面传播速度或频率发生变化的原理制成的声表面波气体传感器；以及根据高分子气敏材料吸收气体后重量变化而制成的石英振子式气体传感器等。高分子气体传感器具有对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。

VOCs作为PM2.5和O3形成的关键前体物，是复合型大气污染的重要诱因。除此之外，其本身具有的刺激性和毒性，也会导致各种生物体产生癌变、畸形。 据有效数据显示，VOCs的种类多，目前能监测到的已达200多种；活性差异大，不同的VOCs组分的毒性和致癌性也各不相同。[img=20190225155321,419,300]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2019/02/20190225155321-419x300.jpg[/img]国家对挥发性有机物的监测日益完善。2013年的《大气污染防治行动计划》、2014年7月环保部等六部委的《大气污染防治行动计划实施情况考核办法(实行)实施细则》、2014年12月环保部公布的《石化行业挥发性有机物综合整治方案》均对挥发性有机物的治理和排放做了详细规定。2017年，由环保部施行的《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》中再次规定，将全面加强挥发性有机物的污染防治工作并加强基础能力建设。政策的支持，是推动VOCs监测工作全面展开的有力保障。我国现已建立国家大气光化学监测网，通过大气颗粒物组分监测网和光化学监测网结合，实现对挥发性有机物的层层监控。目前针对VOCs的监测需求主要分为以下几种：一是污染源VOCs排放谱监测，用以识别重点行业控制的VOCs组分，构建VOCs排放成分谱库和排放因子库，建立专门的VOCs排放清单；二是污染源VOCs排放监督监测，针对此类监测的标准有大气污染物综合排放标准GB 16297-1996、电池工业污染物排放标准GB 30484-2013、合成树脂工业污染物排放标准 GB 31572-2015等；三是环境空气VOCs监测，通过监测实现对挥发性有机物的来源识别。效应分析以及臭氧污染成因的诊断等；四是工业园区的监督监测、溯源分析，要求实施监测工业园区厂界VOCs浓度，获取排放状况和规律，提供监管依据，预防突发环境污染事、降低潜在环境风险。此外还有VOCs的应急监测，包括大气超级站、工业区和交通站的监测车建设等。现有的VOCs监测技术主要有传感器技术、色谱/质谱技术、选择性离子转移质谱技术以及光谱技术等，根据这些技术研发出了一批具有代表性的仪器：在线VOCs监测仪、便携式傅立叶红外仪、固定污染源废弃VOCs连续监测系统等。我国的VOCs监测虽然已经初具规模，但仍需漫长的时间来加以完善。相关科研人员除了要提升监测技术和设备水平外，还需完善VOCs评价及监测技术标准体系，提高VOCs监测质保质控水平和挥发性有机物的在线监测信息化水平。通过实现现有技术与监测需求的匹配，来为我国的环境监管及防治措施的制定提供技术支撑。光离子气体传感器PID是一种具有极高灵敏度，用途广泛的检测器，可以检测从极低浓度的1ppb到较高浓度的6000ppm的VOC气体。与传统检测方法相比，它具有便携式、体积小、精度高、高分辨、响应快、可以连续测试、实时性、安全性高等重要优点，可以为工作人员提供实时的信息反馈，这种反馈可以使检测人员确认他们处于没有暴露于危险化学品之中的安全状态，确保工作人员的安全，对于潜在的泄漏事故的防范自动监控报警，事故区域确认方面也有广阔的应用前景。[b]PID传感器的优点精度高[/b]高精度的光离子化传感器可以检测到ppb级别的有机气体，一般的光离子化气体传感器可以检测到ppm级的VOC气体，精度超过红外传感器等大多数常用传感器；[b]对检测气体无破坏性[/b]光离子传感器在将气体吸入后将其电离，而气体分子形成的离子在放电后又形成了原先的气体分子，对原气体分子无破坏性。[b]响应速度快[/b]除了在气体检测系统在开机后预热的一段时间，在正常工作状态下，光离子气体传感器几乎可以实时做出反应，可以连续测试。在这检测危险气体时，对保障检测人员健康有重要意义。