一氧化碳传感器的检测原理为_一氧化碳传感器的检测原理

目前检测一氧化碳的传感器根据检测原理主要分为半导体型、电化学型和红外型，下面分析其主要工作原理和优缺点：

1、半导体类型

(1)工作原理和特性曲线

半导体传感器对气体的灵敏度取决于敏感元件被加热的温度。对于一氧化碳的检测，敏感元件被加热的温度低于100.该温度远低于其他气体(如丁烷、甲烷、氢气、乙醇蒸汽等)的检测温度。).但在如此低的温度下，一氧化碳的响应速度下降，其敏感特性容易受到大气中水汽的影响。

为了解决这个问题，传感元件从高温到低温交替加热。在高温期间，水蒸气和其他混合气体从传感元件的表面被去除。在低温期间，该传感单元可以很好地检测一氧化碳，并且具有良好的灵敏度和再现性。

图1显示了灵敏度特性曲线，其显示了一氧化碳的灵敏度特性非常高。(图中Ro=空气中一氧化碳含量为100ppm的大气中的传感器电阻。

(2)气体响应时间

根据传感器的检测原理，表面元件的加热方式一般为脉冲，因此传感器的气体响应时间较长。

图2显示了分别放置在70、150和400ppm的CO中的传感器。然后取出置于正常空气中的输出信号模型，其输出信号达到90%饱和水平的响应时间约为3.3min，恢复到90%基本水平的时间在10min以内。

2、电化学类型

(1)工作原理和特性曲线

电化学气体传感器的检测原理如图3所示。

当固定电压施加到电解池的正负电极时，反应分别在工作电极和反电极上发生。以一氧化碳传感器为例，化学反应式为：

总的反应是一氧化碳被氧化成二氧化碳，电子流形成外电流，电荷平衡由电解质中载流子的流动完成。

电化学气体传感器最大的特点是电流与一氧化碳浓度成正比，输出信号与气体浓度有很好的线性关系，因此信号处理和显示非常方便。另一个特点是，由于反应在室温下进行，不需要加热器，电极间的电压可以使用干电池，不需要市电，便于便携式一氧化碳报警器。

当然，从检测原理很明显，电化学传感器的气体选择性很高，可以大大降低干扰气体的影响。电化学一氧化碳传感器的灵敏度特性如图4所示。

在电化学气体传感器中，有凝胶电化学传感器和伽伐尼传感器，这两种传感器在气体报警器中很少使用，我就不详细说了。

3、红外传感器

红外传感器的探测原理是两个不同原子组成的分子都有所谓的偶极矩(偶极子长度与偶极子一端电荷的乘积)。当红外光照射到气体上时，它会吸收由气体分子结构决定的特定波长的光。

从吸收光谱的吸收波长可以确定气体的类型，从吸收强度可以确定气体的浓度。这种传感器具有非常高的灵敏度、选择性，特别是准确性，常用于仪器中，但由于结构复杂、成本高，在报警器中很少使用。