氣體傳感器主要用于針對(duì)某種特定氣體進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量該氣體在傳感器附近是否存在，或在傳感器附近空氣中的含量。因此，在安全系統(tǒng)中，氣體傳感器通常都是不可或缺的。這些傳感器可以為安全系統(tǒng)提供可燃、易燃和有毒氣體的信息，以及區(qū)域內(nèi)氧氣的消耗，二氧化碳的比例等。

常見的氣體傳感器包括電化學(xué)氣體傳感器，催化燃燒氣體傳感器，半導(dǎo)體氣體傳感器，紅外氣體傳感器等。不同類型的傳感器由于原理和結(jié)構(gòu)不同，性能、使用方法、適用氣體、適用場(chǎng)合也不盡相同。


一．電化學(xué)氣體傳感器

相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體，比如硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等，都有電化學(xué)活性，可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng)，可以分辨氣體成份、檢測(cè)氣體濃度。電化學(xué)傳感器正是基于這種原理。電化學(xué)傳感器又分為很多類型，包括原電池型氣體傳感器、恒定電位電解池型氣體傳感器、濃差電池型氣體傳感器、極限電流型氣體傳感器、半導(dǎo)體式氣體傳感器等。這類傳感器均是利用氣體的氧化還原性，通過電流、電勢(shì)以及敏感元件阻值的變化等來(lái)確定氣體的濃度。

二．催化燃燒氣體傳感器

催化燃燒氣體傳感器實(shí)際上是基于鉑電阻溫度傳感器的一種氣體傳感器，即在鉑電阻表面制備耐高溫催化劑層，在一定溫度下，可燃?xì)怏w在表面催化燃燒，因此鉑電阻溫度升高，導(dǎo)致電阻的阻值變化。理論上這種傳感器可以檢測(cè)所有可以燃燒的氣體，但實(shí)際應(yīng)用中有很多例外。這種傳感器通?？梢杂糜跈z測(cè)空氣中的甲烷、LPG、丙酮等可燃?xì)怏w。

三．光離子化氣體傳感器

光離子化氣體傳感器是一種具有極高靈敏度，用途廣泛的檢測(cè)器，可以檢測(cè)從10ppb到較高濃度的10000ppm的揮發(fā)性有機(jī)物和其他有毒氣體。許多有害物質(zhì)都含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，光離子化氣體傳感器對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物靈敏度很高。光離子化氣體傳感器使用了一個(gè)紫外光源，通過離子化，即將有機(jī)物分子電離成可被檢測(cè)器檢測(cè)到的正負(fù)離子，檢測(cè)器捕捉到離子化了的氣體的正負(fù)電荷，并將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測(cè)量。光離子化氣體傳感器可檢測(cè)芳香烴類、酮類、醛類、氯代烴類、胺及胺類化合物和不飽和烴類。

四．紅外氣體傳感器

紅外氣體傳感器利用氣體對(duì)特定頻率的紅外光譜的吸收作用制成。紅外光從發(fā)射端射向接收端，當(dāng)有氣體時(shí)，對(duì)紅外光產(chǎn)生吸收，接收到的紅外光就會(huì)減少，從而檢測(cè)出氣體含量。目前較先進(jìn)的紅外式采用雙波長(zhǎng)、雙接收器，使檢測(cè)更準(zhǔn)確、可靠。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性好，只檢測(cè)特定波長(zhǎng)的氣體，可以根據(jù)氣體定制；采用光學(xué)檢測(cè)方式，不易受有害氣體的影響而中毒、老化；響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好；利用物理特性，沒有化學(xué)反應(yīng)，防爆性好；信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)；使用壽命長(zhǎng)；測(cè)量精度高。其缺點(diǎn)是測(cè)量范圍窄，只能檢測(cè)(C1~C5)的碳?xì)浠衔?；怕灰塵、潮濕，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要好，需要定期對(duì)反射鏡面上的灰塵進(jìn)行清潔維護(hù)；現(xiàn)場(chǎng)有氣流時(shí)無(wú)法檢測(cè)；價(jià)格較高。

五．固體電解質(zhì)氣體傳感器

固體電解質(zhì)氣體傳感器是指以固體電解質(zhì)作為傳感材料的氣體傳感器，常用的固體電解質(zhì)主要包括：穩(wěn)定氧化鋯、鈉離子快導(dǎo)體、質(zhì)子導(dǎo)體以及一些低價(jià)金屬的鹵化物等。固體電解質(zhì)氣體傳感器按照檢測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)可分為平衡電位型、混成電位型、限制電流型和短路電流型等。這種傳感器介于半導(dǎo)體氣體傳感器和電化學(xué)氣體傳感器之間，選擇性、靈敏度高于半導(dǎo)體氣體傳感器，壽命長(zhǎng)于電化學(xué)氣體傳感器，因此得到廣泛應(yīng)用。這種傳感器的不足之處是響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)。

六．超聲波氣體探測(cè)器

這種氣體探測(cè)器比較特殊，其原理是當(dāng)氣體通過很小的泄漏孔從高壓端向低壓端泄漏時(shí)，就會(huì)形成湍流，產(chǎn)生振動(dòng)。典型的湍流氣流會(huì)在差壓高于0.2MPa時(shí)變成因素，超過0.2MPa就會(huì)產(chǎn)生超聲波。湍流分子互相碰撞產(chǎn)生熱能和振動(dòng)。熱能快速分散，但振動(dòng)會(huì)被傳送到相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。超聲波探測(cè)器就是通過接收超聲波判斷是否有空氣泄漏。這類探測(cè)器通常用于石油和天然氣平臺(tái)、發(fā)電廠燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)以及其它戶外管道。

七．磁氧分析儀

這種氣體分析儀是基于氧氣的磁化率遠(yuǎn)大于其他氣體磁化率這一物理現(xiàn)象，測(cè)量混合氣體中氧氣含量的一種物理氣體分析設(shè)備。這種設(shè)備適合自動(dòng)檢測(cè)各種工業(yè)氣體中的氧氣含量。這類設(shè)備只能用于氧氣檢測(cè)，選擇性極好。