盤點(diǎn)四種常見(jiàn)的一氧化碳傳感器

一氧化碳傳感器屬于化學(xué)傳感器。化學(xué)傳感器主要由兩部分組成：傳導(dǎo)或轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。基于一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)的CO氣體檢測(cè)傳感器。可以檢測(cè)暴露在環(huán)境中的危險(xiǎn)氣體CO的濃度，并清楚地讀取氣體濃度、峰值和高、低濃度報(bào)警水平。如果當(dāng)前氣體高、低濃度值超過(guò)預(yù)設(shè)極限值，則報(bào)警將通過(guò)聲音、燈報(bào)警提醒用戶。

目前檢測(cè)一氧化碳的傳感器按檢測(cè)原理主要分為半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、紅外型與催化燃燒型，其主要工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：

1、半導(dǎo)體型

半導(dǎo)體傳感器對(duì)氣體的敏感度取決于敏感元件被加熱的溫度。對(duì)一氧化碳的檢測(cè)而言，敏感元件被加熱的##溫度為100“C以下。這個(gè)溫度遠(yuǎn)低于對(duì)其他氣體（如丁烷、甲烷、氫氣、乙醇蒸汽等）的檢測(cè)溫度。可是，在如此低的溫度下，一氧化碳的響應(yīng)速度下降，而且其敏感特性很容易受大氣中的水蒸氣的影響。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，敏感元件采用從高溫到低溫交替加熱，在高溫期間，水蒸氣和其他混雜的氣體被從敏感元件表面清除，在低溫期間，敏感單元可以很好的檢測(cè)一氧化碳，且具有優(yōu)良的靈敏度和再現(xiàn)性。 

優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，性能優(yōu)異。

缺點(diǎn)：功耗高，不適合電池供電使用，易受溫度、濕度、氣流等影響，抗交叉干擾能力差，誤報(bào)率高。

2、電化學(xué)型

（1）工作原理及特性曲線

電化學(xué)型氣體傳感器的檢測(cè)原理如下圖所示。

當(dāng)電解槽的正負(fù)電極上施加一個(gè)固定電壓后，在作用極和對(duì)極上分別發(fā)生反應(yīng)，以一氧化碳傳感器為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：

這個(gè)氧化-還原的可逆反應(yīng)在工作電極與對(duì)電極之間始終發(fā)生著，并在電極間產(chǎn)生電位差。但是由于在兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)都會(huì)使電極極化，這使得極間電位難以維持恒定，因而也限制了對(duì)一氧化碳濃度可檢測(cè)的范圍。

總反應(yīng)是一氧化碳被氧化成二氧化碳，電子流動(dòng)形成外部電流，電荷平衡則是電解液中的載流子流動(dòng)來(lái)完成。

電化學(xué)式氣體傳感器的大特點(diǎn)是：電流與一氧化碳濃度*成正比，輸出信號(hào)與氣體濃度呈良好的線性關(guān)系，所以信號(hào)處理和顯示非常方便。另一個(gè)特點(diǎn)是，因?yàn)槭浅胤磻?yīng)，不需要加熱器，所以，電極間電壓可以使用干電池，不需要市電，而且便于攜帶式一氧化碳報(bào)警器。

優(yōu)點(diǎn)：體積小，零功耗，靈敏度高，穩(wěn)定性好，線性好，重復(fù)性較好，影響速度快，分辨率一般可以達(dá)到1ppm，壽命較長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：各品牌之間的價(jià)格、性能、工藝、抗干擾性能、受溫濕度變化等差異較大。

3、紅外型

紅外式傳感器的檢測(cè)原理是：由2種不同原子構(gòu)成的分子都有所謂偶極矩（偶極長(zhǎng)和偶極上一端電荷電量的乘積），當(dāng)氣體上照射了紅外光后，就會(huì)吸收由該氣體分子結(jié)構(gòu)決定了的特定波長(zhǎng)的光。

從吸收光譜的吸收波長(zhǎng)可以判定氣體的種類，從吸收的強(qiáng)度可以測(cè)定該氣體的濃度。這種傳感器靈敏度、選擇性、特別是精度非常高，常用于儀表，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，很少用在報(bào)警器上。

優(yōu)點(diǎn)：寬量程，精度高，選擇性好，可靠性高，無(wú)吸附效應(yīng)，不會(huì)中毒，不依賴氧氣，受環(huán)境干擾因素較小，壽命長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：價(jià)格高，維護(hù)難度偏大，體積較大不適合便攜式儀器使用，低濃度檢測(cè)精度有待提高，不適合長(zhǎng)時(shí)間供電使用。

4、催化燃燒型

傳感器有一對(duì)催化燃燒式檢測(cè)元件其中一個(gè)元件對(duì)一氧化碳?xì)怏w非常敏感該元件上涂有多層催化劑另一個(gè)元件不敏感用于補(bǔ)償環(huán)境溫度變化。這一對(duì)檢測(cè)元件與另一對(duì)高精度電阻構(gòu)成惠斯登電橋。

優(yōu)點(diǎn)：計(jì)量準(zhǔn)確，響應(yīng)快速，壽命較長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：可燃性氣體范圍內(nèi)，無(wú)選擇性。暗火工作，有引燃爆炸危險(xiǎn)。大部分元素有機(jī)蒸汽對(duì)傳感器都有中毒作用。