氣體報警器使用的傳感器有哪些類型？

【專家解說】：目前，可燃?xì)怏w探測器常用的傳感器有：催化燃燒傳感器、半導(dǎo)體傳感器；有毒氣體檢測儀常用的傳感器有：電化學(xué)傳感器、紅外傳感器和PID光離子傳感器。下面就為大家一一介紹著幾種傳感器各自的工作原理和優(yōu)缺點

催化燃燒傳感器
催化燃燒式傳感器是可燃?xì)怏w探測器常用的傳感器類型，它的工作原理是基于一個惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)。在它的測量橋上涂有催化物質(zhì)，它在整個的測量過程中是不被消耗的。即使在空氣中氣體和蒸氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LEL（爆炸濃度下限）時，它們也會在這個橋上發(fā)生催化燃燒反應(yīng)。測量時，要在參比和測量電橋上施加電壓使之加熱從而發(fā)生催化反應(yīng)，這個溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1 = V2，輸出為零。如果有可燃?xì)怏w存在，它的氧化過程（無焰燃燒）會使測量橋被加熱，溫度增加，而此時參比橋溫度不變。電路會測出它們之間的電阻變化，V2 > V1，輸出的電壓同待測氣體的濃度成正比。
催化燃燒式傳感器的優(yōu)點：
壽命較長（一般3年）、線性度好、溫度范圍寬、適用于LEL（可燃?xì)怏w爆炸濃度下限）之下的檢測。
催化燃燒式傳感器的缺點：
需有氧檢測、受環(huán)境的影響較大（中毒或抑制），需定期校正。

半導(dǎo)體傳感器
半導(dǎo)體傳感器也是可燃?xì)怏w探測器和有毒氣體檢測儀常用的傳感器。它的全稱是“金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器（MOS）”，它既可以用于檢測PPM級的有毒氣體也可以用于檢測百分比濃度的易燃易爆氣體 。MOS傳感器由一個金屬半導(dǎo)體（比如SnO2)構(gòu)成 ，在清潔空氣中，它的電導(dǎo)很低，而遇到還原性氣體，比如一氧化碳或可燃性氣體，傳感元件的電導(dǎo)會增加，從而引起電流變化觸發(fā)報警電路。通過控制傳感元件的溫度，可以對不同的物質(zhì)有一定的選擇性。
半導(dǎo)體傳感器的優(yōu)點：
價格便宜、靈敏度高、能檢測到ppm。
半導(dǎo)體傳感器的缺點：
線性度差，只能作為定性的檢測；受溫濕度影響較大。

電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器常用于有毒氣體檢測儀，一般由三極（傳感電極、計數(shù)電極、參比電極）及電解液構(gòu)成。被測氣體在傳感電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，計數(shù)電極相對于參比電極產(chǎn)生正、負(fù)電位差，電流的變化與被測氣體濃度成正比，就形成了較寬的線性測量范圍。
電化學(xué)傳感器的優(yōu)點：
體積小、耗電量小、性能穩(wěn)定、線性度好、選擇性好、分辨率最高可以達(dá)到0.1ppm。
電化學(xué)傳感器的缺點：
壽命較短（一般為1-2年）且一出廠就開始工作、受溫濕度影響較大、抗干擾能力差。

紅外傳感器
紅外傳感器是基于特定的分子只能吸收特定頻率的紅外輻射，當(dāng)紅外輻射通過傳感腔中的特定化合物時，只有那些頻率相符的紅外輻射被吸收，從而產(chǎn)生特征吸收帶，得到一個紅外譜圖，就像“指紋”一樣，可以用來確定未知的化合物。表示吸收的有兩種方式：透射比和吸收比，它們的關(guān)系是：吸收比 = log (1/透過比)。紅外幅射包含很廣的光譜含量。當(dāng)該幅射與氣體分子相互作用時，部分能量的頻率與氣體分子的自振頻率相同，這些能量會被吸收，而剩余的能量會被透射。由于氣體分子吸收該幅射，分子會獲取能量并產(chǎn)生更為強烈的振動。 這種振動會導(dǎo)致氣體分子溫度上升，溫度上升與氣體濃度成正比，檢測器會檢測到這種溫度上升。另一方面，氣體分子在特定波長吸收的幅射會導(dǎo)致源能量強度下降。這種幅射能量下降也會作為信號被檢測。
紅外傳感器的優(yōu)點：
能檢測CO2、氟里昴等催化傳感器無法檢測的物質(zhì)；壽命長，能達(dá)到十年（取決于紅外光源）；允許無氧工作，不會中毒、無需樣正，適用于地下環(huán)境監(jiān)測。
紅外傳感器的缺點：
結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、功耗較大。

光離子傳感器（PID）
光離子傳感器（PID）是利用高能紫外燈發(fā)射紫外線作為能源，移除目標(biāo)氣體分子的一粒電子產(chǎn)生帶電荷的碎片（離子）。此過程產(chǎn)生與目標(biāo)氣體濃度成比例的電流。
向指定的分子移除一粒電子的能量稱為離化電位 (或 IP)。紫外燈所發(fā)出的能量必須高于分子的 IP，離化檢測器才能檢測到此物質(zhì)的存在。
光離子傳感器（PID）優(yōu)點：
靈敏度高、分辨率高，可以檢測PPM級的VOC及有毒氣體。適用于檢測如煤油等很難擴散通過LEL傳感器的防火屏蔽金屬網(wǎng)等的 “較重的”碳?xì)浠衔铩?br>光離子傳感器（PID）缺點：
價格昂貴、受溫濕度影響大、易被污染
不能檢測：放射性氣體，空氣(N2, O2, CO2, H2O)，常見毒氣(CO, HCN, SO2)，天然氣(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性氣體(HCl, HF, HNO3)，氟力昂氣體，臭氧，非揮發(fā)性氣體等。