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氣體傳感器的認(rèn)知
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器,。探測(cè)頭通過氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理,，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體,、干燥或制冷處理儀表顯示部分,。
氣體傳感器是一種將氣體的成份,、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員,、儀器儀表,、計(jì)算機(jī)等利用的信息的裝置!氣體傳感器一般被歸為化學(xué)傳感器的一類,，盡管這種歸類不一定科學(xué)。
概述 "氣體傳感器"包括:半導(dǎo)體氣體傳感器,、電化學(xué)氣體傳感器,、催化燃燒式氣體傳感器、熱導(dǎo)式氣體傳感器,、紅外線氣體傳感器,、固體電解質(zhì)氣體傳感器等。
特性 氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門類,。從工作原理,、特性分析到測(cè)量技術(shù)，從所用材料到制造工藝,，從檢測(cè)對(duì)象到應(yīng)用領(lǐng)域,，都可以構(gòu)成獨(dú)立的分類標(biāo)準(zhǔn)，衍生出一個(gè)個(gè)紛繁龐雜的分類體系,，尤其在分類標(biāo)準(zhǔn)的問題上目前還沒有統(tǒng)一,，要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)分類難度頗大。接下來了解一下氣體傳感器的主要特性:
1,、穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性,，取決于零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒有目標(biāo)氣體時(shí),，整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化,。區(qū)間漂移是指?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信號(hào)在工作時(shí)間內(nèi)的降低,。理想情況下,，一個(gè)傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點(diǎn)漂移小于10%,。
2,、靈敏度
靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲎兓颗c被測(cè)輸入變化量之比，主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu)所使用的技術(shù),。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)原理都采用生物化學(xué),、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù),，它對(duì)目標(biāo)氣體的閥限制(TLV-thresh-oldlimitvalue)或爆炸限(LEL-lowerexplosivelimit)的百分比的檢測(cè)要有足夠的靈敏性,。
3、選擇性
選擇性也被稱為交叉靈敏度,?？梢酝ㄟ^測(cè)量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)來確定。這個(gè)響應(yīng)等價(jià)于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng),。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的,，因?yàn)榻徊骒`敏度會(huì)降低測(cè)量的重復(fù)性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性,。
4,、抗腐蝕性
抗腐蝕性是指?jìng)鞲衅鞅┞队诟唧w積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時(shí),，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)10~20倍,。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小,。
氣體傳感器的基本特征,，即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等,，主要通過材料的選擇來確定,。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料，使氣體傳感器的敏感特性充分發(fā)揮,。
選擇 根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境
根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型,。 要進(jìn)行-個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器,，這需要分析多方面的因素之后才能確定,。因?yàn)椋词故菧y(cè)量同一物理量,，也有多種原理的傳感器可供選用,，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求;測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式;信號(hào)的引出方法,，有線或是非接觸測(cè)量;傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口,，價(jià)格能否承受,，還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo),。
靈敏度的選擇
通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好,。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí),，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理,。但要注意的是,，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大,，影響測(cè)量精度。因此,，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,，盡量減少從外界引入的于擾信號(hào)。傳感器的靈敏度是有方向性的,。當(dāng)被測(cè)量是單向量,，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測(cè)量是多維向量,，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好,。
響應(yīng)特性 (反應(yīng)時(shí)間)
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件,，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有-定延遲,，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高,，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬,，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低,。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn) (穩(wěn)態(tài),、瞬態(tài),、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過火的誤差,。
線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍,。以理論上講，在此范圍內(nèi),，靈敏度保持定值,。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大,，并且能保證一定的測(cè)量精度,。在選擇傳感器時(shí),，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上,，任何傳感器都不能保證的線性,，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí),，在一定的范圍內(nèi),，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來方便,。
優(yōu)缺
優(yōu)點(diǎn)：紅外氣體傳感器及儀器應(yīng)用廣泛,，適用于監(jiān)測(cè)近乎各種易氣體。具有精度高,、選擇性好,、可靠性高、不中毒,、不依賴于氧氣,、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn),。并在未來逐步成為市場(chǎng)主流,。
缺點(diǎn)：由于正在處于起步階段，技術(shù)壁壘高,，*低,，規(guī)模化生產(chǎn)程度低,，造成成本高,。
電化學(xué)氣體傳感器
電化學(xué)方式的氣體傳感器常用的有兩種
( 1 )恒電位電解式傳感器
是將被測(cè)氣體在特定電場(chǎng)下電離，由流經(jīng)的電解電流測(cè)出氣體濃度,，這種傳感器靈敏度高,，改變電位可選擇的檢洌氣體，對(duì)毒性氣體檢測(cè)有重要作用,。
( 2) 原電池式氣體傳感器
在KOH電解質(zhì)溶液中,，Pt -Pb或Ag -Pb 電極構(gòu)成電池，已成功用于檢測(cè)O2,，其靈敏度高,，缺點(diǎn)是透水逸散吸潮，電極易中毒,。
選用技巧 有害氣體檢測(cè)的氣體傳感器的一大作用,，有害氣體的檢測(cè)有兩個(gè)目的，一是測(cè)爆,，第二是測(cè)毒。所謂測(cè)爆是檢測(cè)危險(xiǎn)場(chǎng)所可燃?xì)夂浚瑯?biāo)報(bào)警,，以避免爆炸事故的發(fā)生;測(cè)毒是檢測(cè)危險(xiǎn)場(chǎng)所有毒氣體含量,，超標(biāo)報(bào)警，以避免工作人員中毒,。
有害氣體有三種情況：無毒或低毒可燃,，第二、不燃有毒,，第三,、可燃有毒。針對(duì)這三種不同的情況,，一般我們選擇傳感器需要選擇不同的氣體傳感器,。例如測(cè)爆選擇可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀，測(cè)毒選擇有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀等,。其次我們需要選擇氣體傳感器的類型,，一般有固定式和便攜式。生產(chǎn)或貯存崗位長期運(yùn)行的泄漏檢測(cè)選用固定式氣體傳感器;其他象檢修檢測(cè),、應(yīng)急檢測(cè),、進(jìn)入檢測(cè)和巡回檢測(cè)等選用便攜式氣體傳感器。
氣體傳感器類型有成百上千種,，針對(duì)不同的氣體傳感器可能有不同的選用技巧,，客戶在選擇氣體傳感器的時(shí)候如果自己不是很清楚可以咨詢傳感器廠家的技術(shù)人員，讓他們?yōu)槟氵x擇合適的氣體傳感器,，或者請(qǐng)傳感器技術(shù)人員上面勘察以便更好的選擇氣體傳感器,。
制藥、化工行業(yè)95%以上都是酸性條件（環(huán)境）,，傳統(tǒng)的傳感器的氧氣傳感器都是堿性傳感器,，堿性電解質(zhì)在酸性條件下不僅要參與氧氣的反應(yīng)，還要參與酸堿中和,，加速傳感器的消耗,，甚至產(chǎn)生電解反應(yīng)，導(dǎo)致傳感器爆炸,、漏液等,。
Safem 南京賽弗美科技氧氣傳感器組件抗酸能力強(qiáng)，在酸性條件下不參與酸堿反應(yīng),，很大程度上增加傳感器的使用壽命,。內(nèi)置獨(dú)立芯片，標(biāo)定數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)于組件內(nèi)（等同于1臺(tái)不帶顯示的變送器）,，滿足危險(xiǎn)區(qū)域非現(xiàn)場(chǎng)操作,，即插即用,。
