可燃有毒氣體檢測器工作原理

在石油、化工、天然氣等工業生產過程中，可燃性、有毒氣體的泄漏是普遍存在的，泄漏本身是十分危險的，它可能導致錯誤操作、損壞設備、污染環境，甚至造成重大火災、爆炸、中毒事故，所以應在生產裝置附近安裝可燃、有毒氣體檢測報警器，及時檢測并發出報警信號?？扇加卸練怏w檢測器的核心部件為傳感器，目前市場上檢測可燃有毒氣體檢測器根據被測氣體的不同，所采用的傳感器的主要工作原理有：催化燃燒、電化學、PID（光離子）等。

電化學傳感器工作原理

利用待測氣體在電解池中工作電極上的電化學氧化過程，通過電子線路將電解池的工作電極和參比電極恒定在一個適當的電位，在該電位下可以發生待測氣體的電化學氧化，由于氧在氧化和還原反應時所產生的法拉第電流很小，可以忽略不計，于是待測氣體電化學反應所產生的電流與其濃度成正比并遵循法拉第定律。這樣，通過測定電流的大小就可以確定待測氣體的濃度。

通常，三電極電化學式氣體傳感器主要由電極、電解液、電解液的保持材料、除去干涉氣體的過濾材料、密閉外殼，管腳等零部件組成。

傳感器中的電極包括工作電極、參比電極和對電極，是由對被測氣體具有催化作用的材料制成。電化學式氣體傳感器的化學反應系統主要有三個電極組成：

W極——用于氧化反應的工作電極；

C極——用于還原反應的對電極；

R極——可提供恒電位的參比電極；

電化學毒性氣體傳感器的代表性構造如下圖所示。

進入傳感器內的氣體在工作電極被氧化(大多數的氣體) 或被還原( 舉例來說硫化氫)。

反應按化學計量比進行。如硫化氫在工作電極上的反應：

硫化氫(H2S) : H2S + 4H2O→H2SO4 + 8H+ + 8e

上述反應中，參與電化學反應的物種是來源于環境的待測氣體和氧氣，傳感器僅作為電化學反應的反應容器。當傳感器確定時，反應生成的電流大小相應地取決于被測氣體和氧氣的擴散速度，氣體的擴散速度則與氣體分壓、溫度、風速等因素有關?？捎靡恢灰阎娮瑁ㄍǔＪ?7歐姆）連接工作電極和對電極，通過測量流過該電阻的電流來準確測量被測氣體的濃度。通常此類傳感器的預期使用壽命為1-2 年，巴尚公司（BSI）能做到3~5年。

電化學式傳感器使用的局限性

由于電化學式傳感器內置電解液，在應用時，需注意以下幾點：

1. 禁止安裝在強烈振動源上（會影響測量精度）；

2.禁止安裝在超過工作溫度（－20度到＋50度）的環境中（會損壞傳感器）；

3.傳感器使用壽命為2～3年（正常使用條件下） ，需更換（電解液會消耗殆盡）。

催化燃燒傳感器工作原理

通過一個惠司通電橋與兩只固定電阻構成檢測橋路，傳感器就是一個由兩個燃燒元件的簡單的小電爐，當空氣中含有可燃性氣體擴散到檢測原件上，在檢測原件表面催化劑作用下迅速進行無焰燃燒，產生反應熱使檢測的鉑絲電阻值增大，檢測橋路輸出一個差壓信號。這個信號的大小與可燃性氣體的濃度成正比例關系。

催化燃燒傳感器使用的局限性

存在傳感器中毒和失效的危險，工作電流大

1. 在工業現場存在 H2S 等氣體的時候，必須使用抗H2S中毒的傳感器，否則可使普通傳感器堵塞擴散細縫，導致傳感器中毒；

2. 在存在硅化合物蒸汽的環境當中，不能使用催化燃燒式傳感器（它可分解氧化鈀，導致傳感器失效）；

3. 催化燃燒式傳感器使用壽命一般2年左右（正常使用條件下）