氣體傳感器有哪些類型？

一、前言

從技術的角度分類，氣體傳感器主要可分為：半導體型氣體傳感器、電化學型氣體傳感器、PID氣體傳感器、光化學型氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器等。

半導體氣體傳感器適用面廣，簡單易用，在家用燃氣檢測、禮品、智能家電等領域大量應用，是目前氣體傳感器中應用最wei廣泛的品種。電化學氣體傳感器非常適合低濃度毒性氣體檢測，以及氧氣和酒精等無毒氣體的檢測，目前主要應用在各種工業領域以及道路交通安全檢測領域。催化燃燒式氣體傳感器適用于可燃氣體檢測，主要在煤礦領域檢測瓦斯使用。紅外氣體傳感器適用于檢測甲烷、二氧化碳等氣體，在目前的實際應用中以二氧化碳產品應用居多，主要應用在暖通空調與室內空氣質量監控、工業過程及安全防護監控、農業及畜牧業生產過程監控等領域。PID傳感器則主要用于極低濃度的揮發性氣體檢測（VOC）。

二、半導體氣體傳感器

自從1962年半導體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器問世以來，半導體氣體傳感器已經成為當前應用最pu遍、最ju有實用價值的一類氣體傳感器，根據其氣敏機制又可以分為電阻式和非電阻式兩種。

電阻式半導體氣體傳感器主要是指半導體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器，是一種用金屬氧化物薄膜（例如：Sn02，ZnO Fe203，Ti02等）制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。它具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優點。不足之處是必須工作于高溫下、對氣味或氣體的選擇性差、元件參數分散、穩定性不夠理想、功率要求高。

非電阻式半導體氣體傳感器是二極管式以及場效應管式（MOSFET）半導體氣體傳感器。其工作電流或電壓隨著氣體含量而變化，主要檢測氫和天然氣等可燃性氣體。其中，MOSFET氣體傳感器工作原理是揮發性有機化合物（VOC）與催化金屬（如鈕）接觸發生反應，反應產物擴散到MOSFET的柵極，改變了器件的性能。通過分析器件性能的變化而識別VOC。通過改變催化金屬的種類和膜厚可優化靈敏度和選擇性，并可改變工作溫度。MOSFET氣體傳感器靈敏度高，但制作工藝比較復雜，成本高。

三、電化學型氣體傳感器

電化學型氣體傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。原電池式氣體傳感器通過檢測電流來檢測氣體的體積分數，市售的檢測缺氧的儀器幾乎都配有這種傳感器，近年來，又開發了檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器。可控電位電解式傳感器是通過測量電解時流過的電流來檢測氣體的體積分數，和原電池式不同的是，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測CO，NO，N02，02，S02等氣體外，還能檢測血液中的氧體積分數。電量式氣體傳感器是通過被測氣體與電解質反應產生的電流來檢測氣體的體積分數。離子電極式氣體傳感器出現得較早，通過測量離子極化電流來檢測氣體的體積分數已電化學式氣體傳感器主要的優點是檢測氣體的靈敏度高、選擇性好。

四、光學式氣體傳感器

光學式氣體傳感器包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型、光纖化學材料型等，主要以紅外吸收型氣體分析儀為主，由于不同氣體的紅外吸收峰不同，通過測量和分析紅外吸收峰來檢測氣體。這類傳感器具有高抗振能力和抗污染能力，與計算機相結合，能連續測試分析氣體，具有自動校正、自動運行的功能。

光纖氣敏傳感器的主要部分是兩端涂有活性物質的玻璃光纖。活性物質中含有固定在有機聚合物基質上的熒光染料，當VOC與熒光染料發生作用時，染料極性發生變化，使其熒光發射光譜發生位移。用光脈沖照射傳感器時，熒光染料會發射不同頻率的光，檢測熒光染料發射的光，可識別VOC。

五、PID氣體傳感器

PID（Photo IonizaTIon Detector）光離子傳感器PID利用紫外光源將被測氣體激發電離產生正、負離子。這些電離的微粒產生的電流經過檢測器的放大，就能在儀表上顯示ppm級的濃度。這些離子經過電極后很快就重新組合到一起變成原來的有機分子。在此過程中分子不會有任何損壞;PID不會“燒毀”也不用經常更換標樣氣體，這樣一來，經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。

PID氣體探測器能夠檢測極低濃度揮發性有機化合物（VOC）和其它有毒氣體。尤其是對VOC的靈敏檢測使其在應急事故檢測中具有無可替代的作用。

六、催化燃燒式氣體傳感器

催化燃燒式傳感器的工作原理是氣敏材料（如Pt電熱絲等）在通電狀態下，可燃性在催化劑作用下氧化燃燒，電熱絲由于燃燒而生溫，從而使其電阻值發生變化。這種傳感器對不燃燒氣體不敏感，因而可以專門檢測各種可燃氣體，普遍適用于石油化工廠、造船廠、礦井隧道和浴室廚房的可燃性氣體的監測和報警。該傳感器在環境溫度下非常穩定，并能對處于爆炸下限的絕大多數可燃性氣體進行檢測。