气体传感器的分类及其技术原理

气体传感器概述：

气体传感器是以检测目标为基础分类出来的，凡是用于检测气体成分和浓度的传感器都可以被叫做气体传感器。因为气体成分的冗杂性，对气体传感器很难进行非常精准的分类。从检测对象来说，气体传感器的测量对象有氧气传感器((常用顺磁式、氧化锆式)、易燃易爆气体传感器(常用催化燃烧式、红外、热导、半导体式)、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）和有机挥发物气体传感器等。按照检测原理不同，主流气体传感器可以分为半导体类、催化燃烧类、电化学类、光学类、固体电解质类等。

按检测原理分类:

1、半导体气体传感器

半导体气体传感器出现的时间比较早，广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测报警装置，适用于甲烷、液化气、氢气等气体的检测。优点是性价比高，设计及制造过程简单；而半导体气体传感器的缺点也非常明显，容易受到背景气体和温度干扰，工作时功耗较大、稳定性差、线性差。

2、催化燃烧气体传感器

该气体传感器也适用于甲烷、液化气、氢气等气体的检测。和半导体气体传感器不同，催化燃烧式传感器是利用耐高温铂金层与可燃气体接触，在其表面燃烧以检测可燃气体的存在。其优点是计量准确、响应快速、寿命较长;缺点是对可燃气体无选择性，且暗火工作有引燃爆炸的风险。

3、电化学气体传感器

电化学技术因开发时间早、成熟度高，市场占有率较高(近60%)，英、德等国家在该领域树立了核心地位。气体传感器主要有两种细分传感器。第一种恒电位电解式传感器，主要用于检测毒性气体。第二种原电池式气体传感器，主要用于检测氧气，灵敏度极高。

电化学气体传感器具有体积小、功耗低、灵敏度高的优点，同时也存在易受干扰，使用寿命短以及稳定性的问题。

4、光学气体传感器

光学传感器主要有红外线气体传感器、光反应气体传感器、光导纤维温度传感器三种，原理是通过对气体的灵敏度和光谱反应变化传递信号，对SO2、CO、CO2、NOx等气体具有较高的灵敏度。
因开发技术较晚，技术难度较高，但在测量精度、抗干扰、使用寿命与稳定性上均有加强，在暖通制冷和空气质量监控、新风系统和工业安全防护、农林畜牧业生产监控领域有广泛的应用前景。

5、固体电解质气体传感器

固体电解质气体传感器是一种以离子导体为电解质的化学电池。通过电解质和隔膜的配合，在检测到气体时电解质中产生电势差，将气体信息转化为电信号并输出。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，仅次于半导体气体传感器。