气体检测仪-技术原理百科知识

气体检测仪是一种专门针对气体安全浓度检测的仪器，它工作原理主要是通过将气体传感器采集的物理或者化学非电信号转化为电信号，再通过外部电路对以上电信号整流、滤波等处理，并通过这些处理以后的信号控制相应的模块实现气体的探测。

气体检测仪是一种专门针对气体安全浓度检测的仪器，它工作原理主要是通过将气体传感器采集的物理或者化学非电信号转化为电信号，再通过外部电路对以上电信号整流、滤波等处理，并通过这些处理以后的信号控制相应的模块实现气体的探测。不过气体检测仪的核心是内置传感器部件，它根据检测气体的不同，其区分的检测技术原理也是不一样的，例如气体检测仪常见技术原理有催化燃烧、电化学、红外、PID、热传导、光学波导等原理，那么他们之间有什么功能特性的不同呢?下面详细解绍一下!

气体检测仪技术原理说明

1.催化燃烧技术原理

催化燃烧气体检测仪技术原理，它是采用惠斯通电桥的原理，由检测元件和补偿元件配对组成电桥的一个臂，遇可燃性气体时检测元件敏感体表面发生无焰燃烧，敏感体温度升高，感温材料电阻增加，桥路输出电压变大，该电压变化量随气体浓度增加而成正比例增加，根据测定电桥输出信号的变化量大小就可以判定检测气体的浓度。

优点：催化燃烧气体检测仪具有输出信号线性好、指数可靠、价格低廉、与其他非可燃气体无交叉干扰等特点。

2.半导体技术原理

半导体气体检测仪技术原理，它利用被测气体的吸附作用改变半导体的电导率，通过电流变化的比较激励报警电路。半导体式传感器在测量时受到环境的很大影响，因此输出线性不稳定。半导体传感器由于其反应非常灵敏，目前广泛使用的领域是测量气体的微泄漏现象。

3.电化学技术原理

电化学气体检测仪，它是通过传感器与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。被测气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，然后是憎水屏障，最终到达电极表面。其次允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号，同时防止电解质漏出传感器。穿过屏障扩散的气体与传感电极发生反应，传感电极可采用氧化机理或还原机理。

这些反应由针对被测气体而设计的电极材料进行催化，通过电极间连接的电阻器，与被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。测量电流即可确定气体浓度。

优点：电化学气体检测仪耗电小、线性和重复性好、寿命长以及良好的挑选性和高灵敏度等特点，目前几乎广泛应用于实验室领域，电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，目前电化学气体检测仪是检测有毒有害气体最常见和最成熟的检测技术。

4.红外线技术原理

红外线气体检测仪技术原理，它是是依据朗伯-比尔定律，其物理定律是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。红外线气体检测仪常用的红外线波长为2~12μm，简单说，红外线气体检测仪原理就是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器，从容器可以透光的两个端面中的一个端面侧边射入一束红外光，然后在另一个端面测定红外线的辐射强度，最后依据红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比就可知道被测气体的浓度大小。

特点：红外线气体检测仪具有很高的监测灵敏度，PPM级气体浓度有微小变化都能分辨出来。它测量范围宽：可分析气体上限达100%VOL，并且进行精细化处理后，还可以进行测量 ppb级气体的分析。

红外线气体检测仪一般主要适用于测甲烷、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、氨气、乙醇、苯等气体的检测。还可以检测绝大多数有机物(HC)，有机挥发性混合物(VOC)等气体。

5.PID技术原理

光离子PID气体检测仪技术原理，它是通过一个紫外光源，化学物质在它的激发下产生正、负离子就能被检测器轻易探测到。当分子吸收高能紫外线时就产生电离，分子在这种激发下产生负电子并构成正离子。这些电离的微粒产生的电流通过检测器的放大，就能在外表上显现ppm级的浓度。这些离子通过电极后很快就重新组合到一同变成原来的有机分子。在此进程中分子不会有任何损坏。

示意图：PID及FID原理

优点：光离子PID气体检测仪具有很高的灵敏度，它可以测量ppb水平的VOC，具有快速响应和快速响应时间。它可以测量大多数VOC和TVOC气体。

6.热传导技术原理

热传导气体检测仪是一种新型测可燃气体的检测原理，它主要是通过测量混合气体热导率的变化量来实现分析被测气体的浓度大小。通常热传导气体传感器导热系数的差异通过电路转化为电阻的变化，传统的检测方法是将待测气体送入气室，气室的中心是热敏元件，如热敏电阻、铂丝或钨丝，加热到一定温度，把混合气体热导率的变化转化为热敏元件电阻的变化，电阻值的变化时比较容易精确测量出来的。

当待检测气体的热导率高时，热量将更容易从热敏元件中消散，并且其电阻将减小;可通过对热敏元件电阻的测量便可得知混合气体热导率的变化量，从而可分析出被测气体的浓度大小。

优点：热传导气体检测仪一般广泛用于测可燃易爆性气体，或者也是可以适用测个别一些有毒有害气体，其优点一是检测范围大，最高能检测气体浓度达到100%VOL，其优点二具有较高的稳定性和可靠性，工作稳定性好、使用寿命长、不存在容易发生老化的问题。

热传导气体检测仪技术原理广泛适用检测高浓度甲烷、氢气、乙炔、丙烷、氦气、光气、氩气、笑气等气体。

7.光学波导技术原理

光学波导气体检测仪技术原理，它是通过玻璃光波导面固定对某一种被测气体有选择性响应的敏感试剂，来制作的薄膜光波导气体传感器。首先利用离子交换法可以制备出折射率平稳变化的光波导，然后通过玻璃基板表面附近结合比较弱的或可移动的离子与玻璃表面的半径较小离子进行交换，可以形成折射率略高于基板的导波。

接着将筛选具有一定选择性的敏感材料，通过旋转甩涂法或者提拉法固定在玻璃光波导表面，制作薄膜玻璃光波导传感元件，将薄膜玻璃光波导传感元件安装在光波导检测系统中对气体进行检测，当敏感层与被测气体相互按触时，气敏改变敏感薄膜的光学参数，进而引起临近波传播模式的改变,导致输出光强度的变化。最终光学波导气体检测仪的输出光强度变化程度，与被测气体浓度有关，因此，检测输出光强度的变化就可以获得被测气体浓度的有关信息。

优点：光学波导气体检测仪具有精度高、稳定性强、抗干扰能力强、分辨率等特点，能够实时对空气中的PPM级气体分子进行捕捉，并实时反馈监测数值。其唯一的缺点就是产品的成本会比较高，可能对于各行业的应用上并不多。

光学波导气体检测仪一般适用检测一氧化氮、二氧化氮、臭氧、硫化氢、氨气、一氧化碳、二氧化硫、三甲胺、氯气、氯化氢、氯化氢等等气体。

8.激光技术原理

激光气体检测仪技术原理，它是一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的传感器，TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的缩写，激光气体检测仪主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性，通过调制激光器的波长，使激光器的波长扫描过被测气体分子的吸收峰，从而基于朗伯比尔(Lambert-Beer)定律，使气体分子对被调制的激光进行吸收，从而根据吸收量实现对气体分子浓度的测量。