低功耗有毒气体探测器设计

　　安全第一！许多工业过程涉及到有毒化合物，例如：制造塑料、农用化学品和医药产品会用到氯气；生产半导体需要使用磷化氢和砷化氢；燃烧消费类包装材料会释放出氰化氢。因此，了解有毒气体浓度是否达到危险程度十分重要。

　　在美国，国家职业安全与健康研究所（NIOSH）和美国政府工业卫生学家会议（ACGIH）已规定了许多有毒工业气体的短时间和长时间接触限值。“阈限值-时间加权平均值”（TLV-TWA）是指大多数工人可以在正常8小时工作日内反复接触而不会受到有害影响的时间加权平均浓度。“阈限值-短时间接触限值”（TLV-STEL）是指大多数工人可以短时间接触而不会受到刺激或伤害的浓度。“立即威胁生命或健康的浓度”（IDLHC）是一种限制性浓度，它会对生命立即或缓慢产生威胁，导致不可逆转的健康损害，或者影响工人独立逃生的能力。表1列出了几种常见气体的限值。

　　表1. 某些常见工业有毒气体的接触限值

　　对于检测或测量有毒气体浓度的仪器，电化学传感器能够提供多项优势。大多数传感器都是针对特定气体而设计，可用分辨率小于气体浓度的百万分之一（1 PPM），所需工作电流极小，非常适合便携式电池供电的仪器。电化学传感器的一个重要特性是响应缓慢：首次上电后，传感器可能需要数分钟时间才能建立至最终输出值；暴露于中间量程的气体浓度时，传感器可能需要25到40秒时间才能达到最终输出值的90%.

　　本文描述一种使用电化学传感器的便携式一氧化碳（CO）探测器。一氧化碳的IDLH浓度远高于大多数其它有毒气体，处理起来相对更安全。但一氧化碳仍然属于致命性气体，测试本文所述电路时应极其小心并采取适当的通风措施。

　　图1. CO-AX一氧化碳传感器

　　图1所示为 Alphasense公司的CO-AX传感器。表2是CO-AX传感器技术规格摘要。