氨氣（qì）檢測儀的工作原理

氨氣(NH₃)是一種常見的有毒（dú）氣體，廣泛應用於化（huà）工、農業、製冷和其他工業領域。由於氨氣對（duì）人體有害（hài），濃度過高時會導致呼吸（xī）困難、眼睛刺激甚至更嚴重的健康問（wèn）題，因此在許多行業中需要（yào）對氨氣進行實時監測。氨氣檢測儀正是用來檢測空氣中氨氣濃（nóng）度的一種設備。

氨氣（qì）檢測儀的工作原理主要（yào）基（jī）於以下幾（jǐ）種技術原理：

一、電化學傳感器（qì）原理

電（diàn）化學傳感器是氨氣檢測儀中常見的一種傳感器原理。其工作原理是通過氨氣與電化學傳感器中的電（diàn）解質發生化學反應，在（zài）傳（chuán）感器內部生成電流信號，並通過信號強度來推算氨氣的（de）濃（nóng）度。

電化學傳感器（qì）的構成：電化學傳感器通常由三個主（zhǔ）要部分組成：工（gōng）作電極、參比電極和對電極。傳（chuán）感器內部（bù）含有一種電解質溶液，當氨氣進（jìn）入傳感器時，它與電解質發生反應（yīng），產生的電子通過外電路流向工作電極，並在電極間產生電流（liú）。

化學反應過程：

氨氣在工作電極上與氧化劑反應，釋放出電子，產生電流。

電流的強度與氨氣的濃度（dù）成正（zhèng）比，電流（liú）信號被傳感器轉換（huàn）為氨氣的濃度值（zhí）。

通過測量電流的變化，檢測儀可以計算（suàn）出（chū）氨氣的濃度。

優點與應（yīng）用：

高靈敏度：電化學傳感器對氨氣非（fēi）常敏感，能夠準確檢測低濃度的氨氣。

快（kuài）速響應：傳感器可以（yǐ）快速響應氨氣濃度的變化，適用於需要實時（shí）監測的場合。

穩定性高：電化學傳感器工作（zuò）穩定，壽命較（jiào）長，適合長（zhǎng）時間的環境監測。

二、半導體傳感器原理

半導體傳感器利用氨氣與傳感器表麵半導體材料的相互作用來檢測氨氣濃度。這類傳感器在氨氣接（jiē）觸到半導體材料時，氣體的分子會與半導（dǎo）體材料的表（biǎo）麵發生反應，導致（zhì）材料的電導率發生變化。根據電導率的（de）變化，可以（yǐ）推算出氨氣的濃度。

半導體材料：常用的（de）半導體材料包括氧化錫(SnO₂)、氧化鉛(PbO)等。氨氣與這些材料表麵的活性位點反應時，會引發電導率（lǜ）的變（biàn）化。

工（gōng）作原理（lǐ）：

當（dāng）氨氣分子接（jiē）觸到（dào）傳感器表麵時，它（tā）們與半（bàn）導體（tǐ）材料反應，改（gǎi）變表麵電子的密度，進而改變材料的電導率。

這（zhè）種電導率的變化可以通過測量電壓變化來轉化為氨氣濃度（dù）。

優點與應用：

成（chéng）本低：相比於電化學傳感器，半導體（tǐ）傳感器成本較低，因此常（cháng）用於價格敏感的應用場景。

適應範圍廣：半導體傳感器能夠檢測多種氣體，並且具（jù）有（yǒu）較好的（de）選擇（zé）性，適用於環境監測（cè）和工廠安全檢測。

缺點：半導體傳感（gǎn）器的（de）響（xiǎng）應速度（dù）較慢，靈敏度和穩（wěn）定性較差，因此不如電化學傳感器適合精確的氨氣濃度檢測。

三、紅外傳感（gǎn）器原理

紅（hóng）外傳（chuán）感器通過測量（liàng）氨氣分子對紅外（wài）光的吸收程度（dù）來檢測（cè）其濃度。氣體（tǐ）分子能（néng）夠吸收特定波長的紅外光，紅外傳感器（qì）通過分析氣體分子吸收的光譜特征來判斷氣體濃度。

光譜吸收原理：

不同的氣體分子在紅外光（guāng）譜中具有特定的吸收峰（fēng），氨氣分子對（duì）特定波長的紅（hóng）外光有較強的（de）吸收。

紅外傳感器通過發射一束紅外光（guāng），並通過氣體樣本。氣體分子會（huì）吸收部分紅外光，然後傳感器檢測到剩餘（yú）的光強度變化。

工作原理：

傳感（gǎn）器發射紅外光穿透樣本氣體，並接收通過氣體（tǐ）後剩餘的光。

氨氣分子吸（xī）收紅外光的（de）特定波長部分，剩餘光的強度變化與氨氣濃度成正比。

根據光的吸收情況，傳感器可以推算出氨氣的濃度。

優點與應用：

高（gāo）選擇性：紅外傳感器（qì）能夠針對特定氣體進行選（xuǎn）擇性檢測，避免其他氣（qì）體的幹擾。

穩定性好：紅外傳感器具有較長的（de）使用壽（shòu）命，穩定性較高，適用於複雜的環境條件。

無需接觸氣體：與電化學傳感器不同（tóng），紅外傳（chuán）感器（qì）不需要與（yǔ）氣體直接接觸，減少了汙（wū）染物對傳感器的影響。

缺（quē）點（diǎn）：紅外傳感器通常價格較高，且對環境的溫度和濕（shī）度有一定的敏感性，因此（cǐ）需要進（jìn）行溫濕度補償。

四、催化燃燒原理(較少使用)

催（cuī）化燃燒原理一般用於有機氣體檢測，但在某（mǒu）些（xiē）特殊氨氣檢測應（yīng）用中也有所應用。這類傳感器通過使氨氣在催化（huà）劑表麵發生燃燒反應，釋放出熱量並產生電信號。根據熱量的變（biàn）化來推（tuī）算氣體濃度。

五、總（zǒng）結

氨氣檢測儀的工作原理主要包括電（diàn）化學傳感器、半導體傳感器和紅外傳感器等。不同（tóng）的（de）傳感器具有不同的優缺點，適（shì）用於不（bú）同（tóng）的應用場景：

電化學傳感（gǎn）器：靈敏度高，適用於（yú）低濃度氨氣的檢測，常用（yòng）於工業和環境監（jiān）測。

半導體傳感（gǎn）器：成本較低，適合用於多種氣體的檢測，但響應較慢。

紅外傳感（gǎn）器：高選（xuǎn）擇性、穩定性好，適用（yòng）於長（zhǎng）時間精確監測。

根（gēn）據不同的應用需求，選（xuǎn）擇合適的氨氣檢（jiǎn）測儀（yí）及其工作原理，能夠有效提高氣體安全檢測（cè）的可靠性，保障工（gōng）作人員和環境的安全。