气体传感器有哪些分类

气体传感器的分类如下：

一、半导气体传感器

这种类型的传感器在气体传感器中约占60%，根据机理分为电导型和非电导型，电导型中又分为表面型和容积控制型。

二、固体电解质气体传感器

这种传感器元件为离子对固体电解质隔膜传导，称为电化学池，分为阳离子传导和阴离子传导，是选择性强的传感器，研究较多达到实用化的是氧化锆固体电解质传感器，其机理是利用隔膜两侧两个电池之间的电位差等于浓差电池的电势。稳定的氧化铬固体电解质传感器已成功地应用于钢水中氧的测定和发动机空燃比成分测量等。

为弥补固体电解质导电的不足，近几年来在固态电解质上镀一层气敏膜，把围周环境中存在的气体分子数量和介质中可移动的粒子数量联系起来。

三、接触燃烧式气体传感器

接触燃烧式传感器适用于可燃性气H2、CO、CH4的检测。

四、电化学气体传感器

电化学方式的气体传感器常用的有两种：

1、恒电位电解式传感器

是将被测气体在特定电场下电离，由流经的电解电流测出气体浓度，这种传感器灵敏度高，改变电位可选择的检洌气体，对毒性气体检测有重要作用。

2、原电池式气体传感器

在KOH电解质溶液中，Pt—Pb或Ag—Pb电极构成电池，已成功用于检测O2，其灵敏度高，缺点是透水逸散吸潮，电极易中毒。

五、光学气体传感器

1、直接吸收式气体传感器

红外线气体传感器是典型的吸收式光学气体传感器，是根据气体分别具有各自固有的光谱吸收谱检测气体成分，非分散红外吸收光谱对SO2、CO、CO2、NO等气体具有较高的灵敏度。

2、光反应气体传感器

光反应气体传感器是利用气体反应产生色变引起光强度吸收等光学特性改变，传感元件是理想的，但是气体光感变化受到限制，传感器的自由度小。

3、气体光学特性的新传感器

光导纤维温度传感器为这种类型，在光纤顶端涂敷触媒与气体反应、发热。温度改变，导致光纤温度改变。利用光纤测温已达到实用化程度，检测气体也是成功的。

梅特勒-托利多InPro 6800G/12/220/Ka可精确测量浓度介于01％至100％的氧气浓度，为满足特定应用的要求，InPro 6800G/12/220/Ka的长度为220 mm，适用于中长长度安装。它采用了KalrezO形圈和316L不锈钢液接部分，应用范围广泛。

目前，可燃气体探测器常用的传感器有：催化燃烧传感器、半导体传感器；有毒气体检测仪常用的传感器有：电化学传感器、红外传感器和PID光离子传感器。下面就为大家一一介绍着几种传感器各自的工作原理和优缺点
催化燃烧传感器
催化燃烧式传感器是可燃气体探测器常用的传感器类型，它的工作原理是基于一个惠斯通电桥的结构。在它的测量桥上涂有催化物质，它在整个的测量过程中是不被消耗的。即使在空气中气体和蒸气浓度远远低于LEL（爆炸浓度下限）时，它们也会在这个桥上发生催化燃烧反应。测量时，要在参比和测量电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。正常情况下，电桥是平衡的，V1 = V2，输出为零。如果有可燃气体存在，它的氧化过程（无焰燃烧）会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2 > V1，输出的电压同待测气体的浓度成正比。
催化燃烧式传感器的优点：
寿命较长（一般3年）、线性度好、温度范围宽、适用于LEL（可燃气体爆炸浓度下限）之下的检测。
催化燃烧式传感器的缺点：
需有氧检测、受环境的影响较大（中毒或抑制），需定期校正。
半导体传感器
半导体传感器也是可燃气体探测器和有毒气体检测仪常用的传感器。它的全称是“金属氧化物半导体传感器（MOS）”，它既可以用于检测PPM级的有毒气体也可以用于检测百分比浓度的易燃易爆气体 。MOS传感器由一个金属半导体（比如SnO2)构成 ，在清洁空气中，它的电导很低，而遇到还原性气体，比如一氧化碳或可燃性气体，传感元件的电导会增加，从而引起电流变化触发报警电路。通过控制传感元件的温度，可以对不同的物质有一定的选择性。
半导体传感器的优点：
价格便宜、灵敏度高、能检测到ppm。
半导体传感器的缺点：
线性度差，只能作为定性的检测；受温湿度影响较大。
电化学传感器
电化学传感器常用于有毒气体检测仪，一般由三极（传感电极、计数电极、参比电极）及电解液构成。被测气体在传感电极发生氧化还原反应，计数电极相对于参比电极产生正、负电位差，电流的变化与被测气体浓度成正比，就形成了较宽的线性测量范围。
电化学传感器的优点：
体积小、耗电量小、性能稳定、线性度好、选择性好、分辨率最高可以达到01ppm。
电化学传感器的缺点：
寿命较短（一般为1-2年）且一出厂就开始工作、受温湿度影响较大、抗干扰能力差。
红外传感器
红外传感器是基于特定的分子只能吸收特定频率的红外辐射，当红外辐射通过传感腔中的特定化合物时，只有那些频率相符的红外辐射被吸收，从而产生特征吸收带，得到一个红外谱图，就像“指纹”一样，可以用来确定未知的化合物。表示吸收的有两种方式：透射比和吸收比，它们的关系是：吸收比 = log (1/透过比)。红外幅射包含很广的光谱含量。当该幅射与气体分子相互作用时，部分能量的频率与气体分子的自振频率相同，这些能量会被吸收，而剩余的能量会被透射。由于气体分子吸收该幅射，分子会获取能量并产生更为强烈的振动。 这种振动会导致气体分子温度上升，温度上升与气体浓度成正比，检测器会检测到这种温度上升。另一方面，气体分子在特定波长吸收的幅射会导致源能量强度下降。这种幅射能量下降也会作为信号被检测。
红外传感器的优点：
能检测CO2、氟里昴等催化传感器无法检测的物质；寿命长，能达到十年（取决于红外光源）；允许无氧工作，不会中毒、无需样正，适用于地下环境监测。
红外传感器的缺点：
结构复杂、价格较贵、功耗较大。
光离子传感器（PID）
光离子传感器（PID）是利用高能紫外灯发射紫外线作为能源，移除目标气体分子的一粒电子产生带电荷的碎片（离子）。此过程产生与目标气体浓度成比例的电流。
向指定的分子移除一粒电子的能量称为离化电位 (或 IP)。紫外灯所发出的能量必须高于分子的 IP，离化检测器才能检测到此物质的存在。
光离子传感器（PID）优点：
灵敏度高、分辨率高，可以检测PPM级的VOC及有毒气体。适用于检测如煤油等很难扩散通过LEL传感器的防火屏蔽金属网等的 “较重的”碳氢化合物。
光离子传感器（PID）缺点：
价格昂贵、受温湿度影响大、易被污染
不能检测：放射性气体，空气(N2, O2, CO2, H2O)，常见毒气(CO, HCN, SO2)，天然气(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性气体(HCl, HF, HNO3)，氟力昂气体，臭氧，非挥发性气体等。

接触燃烧式气体传感器属于气敏传感器。接触燃烧式气体传感器，通过和可燃气体接触来检测的传感器。分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。其工作原理是气敏材料（如铂电热丝等）在通电时，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。

气体探测器中最为核心的部件就是气体传感器，每种传感器的检测原理也是不同的。使用最广泛的当属催化燃烧式传感器 ，使用寿命为3年左右； 检测有毒气体时，用的是电化学式的传感器，一般情况下，该类传感器的寿命为15--2年；检测二氧化碳则使用的是红外线式传感器，使用寿命为5年左右。还有一种检测VOC有机化合物类PID光离子传感器，使用寿命也只有2年左右。当然以上只是理论上的使用寿命，实际的寿命要根据具体的现场环境来说。

明火煤温度监测系统

    本明火煤监测装置符合最新发布的国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范GB50229-2006》中有关输煤带式输送机系统“明火煤”监测装置的规范要求，在保证监测灵敏、准确、报警及时、避免误 *** 作的前提下，充分考虑了火力发电厂的运行和安全生产对于可靠性、 *** 作维护方便等方面的要求。
明火煤温度监测系统采用红外探测器来探测输煤皮带上的煤炭温度，系统可以不停机灭火工作，单独运行，就地 *** 作。
当皮带上煤炭温度超过系统预设的预报警温度阈值时，由明火煤监测主控机发出指令控制喷淋电磁阀动作，喷淋头喷出消防水，实现灭火降温；同时输煤皮带现场发出报警提示，提醒现场工作人员和监控人员当前输煤皮带上存在安全隐患。当安全隐患解除后，系统自动关闭报警提示。

1       系统构成

明火煤温度监测系统包括红外探测装置、喷淋灭火装置和明火煤主控机三个部分。

图 1系统结构示意图

11    红外探测装置

     红外探测装置由8个进口红外探测器组成，每两个为一组，通过两根支架分别安装于带式输送机的上方一米左右的地方。每根支架上安装四个红外探测器，构成四条通道，各组信号之间相互验证，以提高探测器的灵敏度。当8个红外探测器中有探测器监测到异常温度时，系统发出动作指令。系统的误报率小于5%。
红外探测器既可以对燃烧的明火做出响应，也可对位于表面以下的 “热斑”做出响应。当面积为250mm×250mm、温度为≥50℃的煤，以≤6m/s的速度通过探测器的探测区域时，探测器会及时发现。

12    喷淋灭火装置

     喷淋灭火装置主要包括：12个喷淋头，管路系统，水流分配系统、控制阀、和余水清理等部分。喷淋灭火装置受主控机的程序控制。具体流程如下：当红外探测感应单元检测到火情报警后，红外探测控制器发出信号给明火煤监测主控机，主控机根据设定好的程序发出喷淋控制指令，通过电磁阀来驱动喷淋装置对高温煤炭进行喷淋。

13    主控机

     主控机实时获取红外探测器获取的温度信号，根据设定的报警温度阈值，进行综合判断，发出相应的正确指令，遇到高温情况，既可以控制现场声光报警器发出报警，又可以控制喷淋灭火装置进行喷水。

2       主要技术参数

测温范围：    -40～600℃  

测量精度：    ±02℃  

重复精度：    ±01℃  

响应波长：    8～14 µm  

响应时间：    130 ms  

光学分辨率：    10：1  

红外探测器数量：    8个  

红外探测器重量：    50g  

报警温度阈值：    默认66℃（可调）  

喷淋喷射角度：    50°  

喷淋流量：    36L/s（8bar）  

喷头数量：    12个  

喷淋覆盖面积：    ＞10㎡  

喷淋与探测点相对距离：    ≥5 m  

探测点与皮带距离：    ≥1 m  

适应输送机带宽：    10～25 m  

适应输送机带速：    ≤6m/s  

适应输送机出力：    ≤1600t/h  

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