有毒气体检测技术

检测技术有毒气体的检测常见的有毒气体有毒气体一氧化碳二氧化碳氮氧化物

二氧化硫有毒气体检测发展史-井下施工一氧化碳是矿工们关心的重要危险之一，由于缺乏警报特性常常会使工人在不知不觉中处于极为危险的浓度之下。使用一些小动物，像鸟、比如著名的"矿井金丝鸟"就成为在那个时代的定量检测有毒气体无可奈何的方法。后来又出现了测量一氧化碳的比色管，并且在存在这种危险气体的各种场合得到广泛应用，以后又有了检测氧气浓度的比色管出现。

有毒气体检测发展史-油轮防爆1926年火烧连营般的油船爆炸促使加利福尼亚的标油公司发起研制开发可燃气体直读指示器的工作，在1927年OliverW.Johnson发明并提出了一种利用可燃气体在一个铂丝上催化燃烧机理的便携式可燃气体检测器。即使是70年后的今天，在大多数密闭空间检测中用到的检测器仍然采用这种原理。

气体检测传感器分类：气体检测传感器催化燃烧传感器

电化学传感器

半导体传感器

离子化检测器

固态传感器

催化燃烧式传感器原理它的原理是一个惠斯通电桥。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质，不论何种易燃气体，只要它能够被电极引燃，铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变，这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例，通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。

催化燃烧式传感器原理催化燃烧式传感器原理测量时，要在电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。正常情况下，电桥是平衡的，V1=V2，输出为零。如果有可燃气体存在，它的氧化过程会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2>V1，输出的电压同待测气体的浓度成正比。

催化燃烧式传感器原理催化燃烧传感器可以对大部分的可燃气体产生响应。特定气体在测量桥上燃烧产生的热量就反映了它的燃烧热，而后者会随各类物质性质改变。所以，不同物质即使在相同浓度下也会产生不同的仪器读数。要记住，仪器测量的是电阻的变化而不是浓度的变化！不同的气体在测量桥上的行为会有很大的不同。通常，较大的分子会产生更多的燃烧热。另一方面，较小的分子更容易进入测量头的烧结结构进行反应。催化燃烧式传感器原理电化学传感感器原理将两个反应应电极--工作电极极和对电极极以及一个个参比电极极放置在特特定电解液液中（如上上图如示）），然后在在反应电极极之间加上上足够的电电压，使透透过涂有重重金属催化化剂薄膜的的待测气体体进行氧化化还原反应应，再通过过仪器中的的电路系统统测量气体体电解时产产生的电流流，然后由由其中的微微处理器计计算出气体体的浓度。。电化学传感感器原理特定气体电电化学传感感器包括下下面几部分分：可以渗渗过气体但但不能渗过过液体的扩扩散式隔膜膜；酸性电电解液槽（（一般为硫硫酸或磷酸酸）；传感感电极；测测量电极；；参比电极极（三电极极设计）；；有些传感感器还包括括一个可以以滤除干扰扰组份的滤滤膜。电化学传感感器原理电化学传感感器原理一氧化碳在在电化学传传感器上的的氧化过程程：CO在传感感电极上的的氧化：CO+H2O->CO2+2H++2e-计数电极通通过将空气气或水中的的氧气还原原对此进行行平衡。1/2O2+2H++2e-->H2O电化学传感感器原理在检测过程程中消耗的的物质仅仅仅是CO分分子、电能能和氧气，，这也是非非消耗型传传感器寿命命较长的原原因。传感感器的寿命命同它所测测量污染物物无关，传传感器仅仅仅是测量的的催化剂。。在检测过过程中传感感器没有任任何的消耗耗，它可以以通过环境境中的氧气气和微量水水分得到补补充。电化学传感感器原理电化学传感感器电化学传感感器金属氧化物物半导体传传感器半导体气体体传感器是是电阻型化化学传感器器中的杰出出代表。这这种传感器器的结构非非常简单。。不论是烧烧结型还是是薄膜型，，都含有两两对电极。。其中一对对电极用于于量测半导导体的电阻阻变化；另另一对电极极用于加热热半导体，，以便使吸吸附气体分分子尽快从从表面逸出出，从而开开始新的样样品量测。。金属氧化物物半导体传传感器金属氧化物物半导体传传感器（MOS）由由一个金属属半导体（（比如SnO2）构构成。在清清洁空气中中，它的电电导很低，，而遇到还还原性气体体，比如一一氧化碳或或可燃性气气体，传感感元件的电电导会增加加。如果控控制传感元元件的温度度，可以对对不同的物物质有一定定的选择性性。半导体传感感器特点这种传感器器主要使用用半导体气气敏材料,由于具有有灵敏度高高、响应快快等优点，，得到了广广泛的应用用，目前已已成为世界界上产量最最大、使用用最广的传传感器之一一。金属氧化物物半导体传传感器原理理比色管测量量原理比色管技术术采用了一一种可以与与待测气体体发生反应应并变色的的试剂进行行检测。比色管技术术是一个实实时检测技技术，它既既可以针对对宽范围的的有毒物质质进行初步步确认，也也可以针对对特定的物物质进行测测量。比色管测量量原理比色管是一一个充满硅硅胶、活性性铝或其它它介质的短短玻璃管。。其中的介介质可以与与特定气体体成分发生生反应而改改变颜色。。使用时，，打碎玻璃璃管的两端端，将管子子插到一个个手泵或自自动泵之上上（其采样样体积已经经校正），，吸取一定定时间。特特定气体会会同管内介介质反应出出现一个颜颜色带，颜颜色带的长长度同气体体的浓度成成正比。管管子的外部部一般都有有刻度，可可以直读出出气体的浓浓度。管上上还会标有有其它的操操作信息，，如抽取次次数、采样样体积等等等。比色管测量量原理比色管测量量原理下面举一氧氧化碳比色色管的例子子。其中，，吸入的CO气体将将比色管内内五氧化二二碘中的碘碘还原为碘碘单质，产产生褐色色色带。CO+I2O5+H2S2O7->I2+CO2各种传感器器的性能比比较各种传感器器的性能比比较半导体气体体传感器具具有灵敏度度高，响应应速度快，，维修性和和经济性好好等优点，，利用半导导体气体传传感器可以以对多种气气体进行检检测。目前前，市面上上有许多传传感器产品品是采用半半导体气体体传感器原原理进行气气体检测的的。各种传感器器的性能比比较常用的半导导体传感器器用于氨气检检测的半导导体气体传传感器MQ137半导体体气体传感感器图1.1MQ137半导体气体传感器MQ137半导体体气体传感感器性能其它半导体体传感器臭氧检测：MQ131半导体体气体传感感器图1.3MQ131半导体气体传感器实物图空气污染检检测：MQ135半导体体气体传感感器适宜于氨气、、氮氧化合物物、乙醇、芳芳香族化合物物、硫化物、、烟雾、二氧氧化碳等的探探测。图1.6MQ135半导体气体传感器实物图其它半导体传传感器硫化氢检测；；MQ136半半导体气体体传感器有机蒸汽检测测：MQ138半半导体气体传传感器适宜于醇类、、酮类、醛类类、笨类、芳芳族化合物等等有机溶剂的的探测。图1.8MQ136半导体气