气体传感器分类及原理

气体探测器检测原理的核心部件是传感器，按传感器划分有催化燃烧式传感器、电化学传感器、半导体传感器、红外传感器和光离子传感器。

半导体传感器

半导体传感器是一种新型半导体器件，它能够能实现电、光、温度、声、位移、压力等物理量之间的相互转换，并且易于实现集成化、多功能化，更适合于计算机的要求，所以被广泛应用于自动化检测系统中。由于实际的被测量大多数是非电量，因而传感器的主要工作就是将非电信号转换成电信号。

半导体传感器优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化，能使检测转换一体化。半导体传感器的主要应用领域是工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。

电化学式传感器

电化学传感器是由膜电极和电解液灌封而成。气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。它的优点是：反映速度快、准确（可用于ppm级），稳定性好、能够定量检测。它主要适用于毒性气体的检测。目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。

电化学传感器准确而灵敏，但是，由于大量使用贵金属，另外制作工艺复杂，因此价格较高。

催化燃烧式传感器
属于高温传感器，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者在催化剂作用下氧化燃烧，电热丝由于燃烧而升温，从而使其电阻值发生变化。

基于铂电阻优良的温度特性，这种传感器具有计量准确，响应快速。传感器输出与环境爆炸危险直接相关，安全检测领域是一类主导位传感器。

缺点是需要在充足的氧气环境中工作（毕竟需要燃烧）；暗火工作，有引燃爆炸危险；大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒作用；由于催化剂不断消耗，零点和量程会发生漂移，需要频繁的标定和调节。

红外传感器

属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性。目前主要检测低碳链碳氢化合物和CO2。注意： 红外传感器灵敏度高并不表示其准确性较其他类型传感器高。

它的优点是：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。

光离子化气体传感器
通常被称为PID，即PhotoionizaTIon Detector的缩写（在此特别提示，此PID不是比例微分积分）。这是一种具有极高灵敏度，用途广泛的检测器，可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。

PID使用了一个紫外光源，通过离子化，即将有机物分子电离成可被检测器检测到的正负离子，检测器捕捉到离子化了的气体的正负电荷，并将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。当被测气体吸收高能量的紫外光时，气体分子受紫外光的激发暂时失去电子成为带正电荷的离子，气体离子在检测器的电极上被测出，根据电极产生的电位检测出气体浓度，检测后，离子很快又与电子结合重新组成原来的气体分子。