工业气体传感器简述-20200906

发生原理： 气体传感器通过测量它附近气体浓度与气体相互作用，每种气体
都有一个独特的电场，传感器通过这些电场来识别气体，在装置内 通过测量电流放电来决定气体浓度。
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气体传感器分类
2.电化学式 气体传 感器
1.半导体氧化 物型气体 传感器
5.热导气体 传感器
3.红外线型 气体传 感器
4.接触燃烧 式气体 传感器
应用范围： 监测各种挥发性有机物 (VOCS) 、毒气、如异丁烯、苯、甲醇和二 氧化硫、一氧化碳等。
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红外线气体传感器
红外线气体传感器基本结构：
红外辐射光源 （使用广谱光源光
谱覆盖波长从1μm
到15～20μm）
气室
（抽取式测量的红 外仪器需要气室 ）
红外检测器
（用于检测通过气 室的红外光能 ）
红外线气体传感器基本机构 （由光学部件和测量电路构成，测量电路的
结构由光学部件及系统功能决定）
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4、接触燃烧式气体传感器
接触燃烧式气体传感器：
接触燃烧式气体传感器分为 直接接触燃烧式、 催化接触燃烧式
特性： 对不燃烧气体不敏感，，具 有广谱特性即能检测各种可 燃气体，亦称为热导性传感
器
工作原理： 气敏材料（如Pt电热丝）在 通电状态下，可燃气体氧化 燃烧，或在催化剂下氧化燃 烧，电热丝由此升温，从而
和催化类气体传感器，其产品既 ，其产品主要有半导体型（MOS）
包括O2、CO2、NO、NO2等常见气体 电化学以及催化燃烧型气体传感器
传感器，也包括HCL、CL2、联氨等 广泛用于工业，汽车，室内空气
工业用气的传感器
检测以及科学测量等领域
英国Alphasense
Dynament炜盛
Alphasense是位于英国的气体传 感器公司，主要产品是O2、有毒 气体和易燃气体传感器。该公司 传感器技术涵盖了电化学，催化，
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气体传感器主要厂商Hale Waihona Puke Baidu
气体传感器生产企业主要集中在日本，欧洲和美国。气体传感 器代表性企业有英国城市技术公司（母公司为Honeywell）、日 本Figaro、英国Alphasense、 Dynament炜盛科技等
Honeywell英国城市技术
日本figaro
其以电化学起家，同事涉足红外 2012年figaro气体销售额排名第二
第四类：
不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固态电解 质、固态聚合物电解质等材料制作传感器。(如：浓差电池式气体 传感器)
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电化学式气体传感器
适用范围： 电化学类气体检测仪主要用于检测毒性气体如： CO ,CO2 ,H2 ,O2 ,SO2 等。
优点： 选择性好、灵敏度高。 缺点： 对干扰气体也有响应 ,会引起误报 ,因而需要增加抗干扰部分， 寿命短 ,一般 1～2 年就应更换传感器。
阻值发生变化。
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5、热导气体传感器
热导池式气体传感器
每一种气体，都有自己特定的热导率，当两个和多个气体的热导 率差别较大时，可以利用热导元件，分辨其中一个组分的含量。 这种传感器已经传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高 浓度甲烷的检测。
这种气体传感器可应用范围较窄，限制因素较多。
这是一种老式产品，全世界各地都有制造商。产品质量全世界大 同小异。
优点： 这种传感器成本低廉，具有快速、简便等优点。并且适宜于民用 气体检测的需求。 缺点： 这些氧化物半导体的纯相是光谱性敏感材料，具有灵敏度低、选 择性不好、稳定性较差、且有的电阻大，同时受环境影响较大。
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2、电化学式气体传感器
电化学式气体传感器是一种化学传感器，一般分为下面几种类型：
第一类 :
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3、红外线气体传感器
工作原理： 当某物质受到红外光束照射时，该物质的分子就要吸收一部分能 量并将其转换为分子的振动和转动能量，同一种物质对不同波长 的红外辐射吸收程度不同，如果将不同波长的红外辐射按顺序通 过某物质，逐一测量其吸收程度，并记录下来，就得到该物质在 测定波长范围内的吸收光谱曲线
光学和半导体四种类
国内方面，主要的气体传感器企 业有炜盛科技，天津费加罗（中 日合资），718所。重庆煤科院和 山西腾星等，其中，炜盛科技是 目前国内唯一能生产半导体类， 催化燃烧，电化学和红外光学的企业
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1、ALPHASENSE（阿尔法） 总部：英国，主要产品领域：工业气体检测，环境监控等，官网：www．alpha－sense．com 2、AMPHENOL（安费诺）（收购通用） 总部：美国，主要产品领域：嵌入式测试解决方案，官网：www．amphenol－sensors．com 3、AMS（APPLIED SENSOR） 总部：奥地利，主要产品领域：高性能模拟IC和传感器，官网：www．appliedsensor．com 4、BASELINE－MOCON 总部：美国，主要产品领域：气敏元件，监控设备生产研发，官网：www．baseline－mocon．com 5、CAMBRIDGE CMOS SENSORS 总部：剑桥，主要产品领域：超低功耗微型化气体传感器，官网：www．ccmoss．com 6、CITY TECHNOLOGY（城市技术（霍尼韦尔）） 总部：英国，主要产品领域：工业安全系统以及民用探测，官网：www．citytech．com．cn 7、CLAIRAIR 总部：英国，主要产品领域：非色散红外NDIR气体传感器，官网：www．clairair．co．uk 8、Cubic Optoelectronics（四方光电） 总部：武汉，主要产品领域：气体传感技术，气体分析仪器，官网：www．gassensor．com．cn 9、DOVELET（戴维莱） 总部：深圳，主要产品领域：半导体气体传感器，官网：www．szdovelet．com 10、DYNAMENT 总部：英国，主要产品领域：非色散红外原理微型传感器，官网：www．dynament．com
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1、半导体氧化物型气体传感器
半导体氧化物气体传感器也称为化学电阻(chemiresistors). 电阻化的传感器的检测原理是基于其表面半导体吸附的气体分
子引起电阻薄膜上阻值变化。 气固的交互作用影响薄膜的电阻是因为薄膜内部的电阻率发生
改变
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半导体氧化物型气体传感器
试用范围： 半导体氧化物型气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、 丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、 苯乙烯、丙烯酸、甲烷（天然气、沼气）、酒精、一氧化碳（城 市煤气）、硫化氢、氨气（包括胺类，肼类）等很多气体地检测。
在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化 或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出。(如：恒定电 位电解池型气体传感器)
第二类 :
将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用于离子电极， 把由此产生的电动势作为传感器输出。（离子电极式气体传感器）
第三类 :
将气体与电解质溶液反应而产生的点解电流作为传感器输出。(如： 电量式气体传感器)
工业气体传感器简述
山东公司 研发中心 2020.09.06
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目录
一、背景与发生原理
二、气体传感器分类及常用传感器工作 原理
三、气体传感器市场主要厂商
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背景与发生原理
背景： 由Seiyama T在1962年首先报道的，利用ZnO薄膜的表面电导在
气体中的变化来检测可燃性气体。同年，田口尚义发明了二氧化 锡基气体传感器，并通过贵金属掺杂大幅度地提高了对可燃性气 体的灵敏度，并实现了产业化。