恒定电位电解池型气体传感器

可有效地使用半导体气敏元件进行：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、丙烯酸等多种气体的探测。大多数有机蒸气元素对传感器有毒害作用。该传感器已广泛应用于氢检测，二氧化碳检测，高浓度甲烷检测。

感应器是一种能够感知被测信息并将其按一定规律转换为电子信号或其它所需形式的信息输出的检测设备，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。气敏元件是把某种气体体积分数转换为相应的电信号的转换装置。检测器通过一个气体传感器来调整气体样本，通常包括过滤杂质和干扰气体，干燥或冷却处理仪表显示部分。一般而言，气敏元件的定义是根据探测目标进行分类的，也就是说，任何用于探测气体成分和浓度的传感器都被称为气敏元件，不论其是物理方法还是化学方法。例如，探测气体流量的传感器并不被认为是气体传感器，BA09SFP-E2但热导气体分析器是气体传感器的一个重要组成部分，尽管它们有时采用的是基本一致的探测原理。

上世纪70年代初，气敏元件已发展成为传感器领域中的一个分支，它属于化学传感器的一个分支。

现在最受欢迎的气体传感器有以下几种：

一、半导体型气敏元件

该产品采用了某些金属氧化物半导体材料的原理，在一定温度下，电导率随周围气体成分而改变。例如酒精传感器，就是根据二氧化锡在高温下遇到酒精气体时，电阻会急剧降低的原理来制作的。

可有效地使用半导体气敏元件进行：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、丙烯酸等多种气体的探测。该传感器价格低廉，特别适合民用气体检测的需要。

以下半导体式气敏元件已经取得了成功：甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(煤气)、硫化氢、氨(包括胺和氨)。优质的传感器可满足工业检测要求。

不足之处：稳定性差，受环境影响大；特别是，每种传感器的选择性并不唯一，输出参数也无法确定。所以不适合在有精确测量要求的场所使用。

现在这个传感器的主要供应商是日本(发明者)，其次是中国，最近又有新的韩国加入，其他国家比如美国也有相当的工作，但一直没有成为主流！虽然中国在这方面所投入的人力和时间都不亚于日本，但由于多年来国家政策导向和社会信息闭塞，中国市场上流行的半导体式气敏元件的性能质量远远低于日本产品，而且相信随着市场的发展，民间资本的进一步崛起，中国生产的半导体式气敏元件已达到或超过日本水平，这已经是不争的事实！

二、催化燃烧式气敏元件

该感应器在电阻表面形成高温耐受层，在一定温度下，可燃气体在电阻表面催化燃烧，燃烧时电阻温度升高，电阻变化，变化值与可燃气体浓度有关。

触媒燃烧气体传感器有选择地探测可燃气体：能燃烧的都能探测到；不能燃烧的都不能探测到。「能燃烧的都能探测」这句话，当然也有许多例外，但大体上，上面提到的选择性是成立的。

催燃式气敏传感器计量准确，反应迅速，使用寿命长。传感系统的输出与环境的爆炸危险有直接关系，是安全检测领域中的主流传感器。

不利条件：在可燃气体范围内，没有选择性。黑暗的火焰在工作，有引发爆炸的危险。大多数有机蒸气元素对传感器有毒害作用。

现在这个传感器的主要供应商是中国，日本，英国(来自发明国)！现在，中国是该传感器的最大用户(煤矿)，而且拥有最好的传感器生产技术，尽管各种代理机构在宣传中不断干扰社会对该传感器的认识，但毕竟催化燃烧气体传感器的主流制造商都在中国。

三、热导池式气敏元件

每种气体，都有其特定的热导率，当两种和多种气体热导率差异较大时，可用热导元件来分辨其中一种的含量。该传感器已广泛应用于氢检测，二氧化碳检测，高浓度甲烷检测。

该气敏传感器适用范围窄，且有较多的限制因素。

它是一个在世界各地都有生产厂家的老式产品。世界各地的产品质量相似。

四、是电化学气敏元件

大量易燃、有毒、有害的气体都具有电化学活性，可被电化学氧化或还原。通过这些反应，可以区分气体成分，检测气体的浓度。电化气敏元件分为许多子类：

原电池型气敏元件(也称：加伏尼电池型气敏元件，也称燃料电池型气敏元件，也称自发电池型气敏元件)，其原理与我们所用的干电池相同，只是用气敏电极代替了电池的碳锰电极。例如，氧在阴极被还原，电子通过安培计流动到阳极，在那里铅金属被氧化。氧浓度与电流大小有直接关系。该传感器能有效探测氧气，二氧化硫，氯气等。

(2)恒定电位电解池型气体传感器，这种用于探测还原性气体的传感器，其原理不同于原电池式传感器，其电化学反应是在电流作用下发生的，是真正的库仑分析式传感器。该传感器已成功应用于：CO、H2S、氢气、氨气、肼等多种气体的检测，是目前检测有毒有害气体的主流传感器。

浓差式气敏元件，即在电化学电池两侧具有电化学活性的气体，自发形成浓差式电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器的成功范例是汽车上使用的氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。

极限电流型气敏元件，有一种测量氧浓度的元件，它利用电化池中极限电流与载体浓度相关的原理，制作了一种氧(气)浓度传感器，用于检测汽车上的氧和钢液中的氧浓度。

现在，该传感器的主要供应商遍及全球，主要是德国、日本、美国，最近又加入了一些欧洲供应商：英国、瑞士等。这一领域中国起步较早，但产业化进程成效不大。

五、红外气敏元件

大多数气体在中红外区都有特征吸收峰，通过探测特征吸收峰的位置，就可以确定气体的浓度。

以前，它是一种大型的分析仪器，但近年来，随着基于MEMS技术的传感器产业的发展，它的体积已由原来的10升，45公斤，减至2毫升(拇指大小)。采用不需要调制光源的红外线探测器，使仪器完全不需要机械运动部件，完全实现免维护。

红外气敏元件能有效地识别气体的种类，并能精确测量气体浓度。

这个传感器成功的应用于：探测二氧化碳，甲烷。

现在这个“传感器”供应商正在欧洲！目前中国在这方面还是“半”空白！

六、是磁性氧传感器

在磁性氧气分析仪的核心部分，目前也已实现了“感应化”。

利用空气中的氧气能被强磁场吸引的原理来制备。

这个传感器只能用来检测氧气，选择性非常好。只有氮氧化物才能在大气环境中产生微弱的影响，但由于这些干扰气体的含量往往很少，因此，磁氧分析技术的选择性几乎是唯一的！

老工业产品，生产厂家遍布世界各地。我所说的当然是氧气分析仪，它是一种仪器，在一定范围内可视为传感器。纯感应器制造的这类产品，是最近才出现的东西。)

七、其他

随著人民生活水平的不断提高和对环境保护的日益重视，各种有毒有害气体的检测，大气污染、工业废气的监测，食品及居住环境质量的检测等都对气体传感器提出了更高的要求。新型材料开发技术如纳米技术、薄膜技术的成功应用，为气体传感器的集成化、智能化提供了良好的基础。气敏传感器将充分利用微机械和微电子技术，计算机技术，信号处理技术，传感技术，故障诊断技术，智能技术等多学科的综合技术进行开发。开发具有多种气体同时监测功能的全自动数字智能气敏传感器，是该领域的重要研究方向。