氨氣檢測儀的工作原理是什麽？

氨（ān）氣檢測（cè）儀的工作原理是圍繞檢（jiǎn）測空氣中氨氣濃度來展開（kāi）的，適用於（yú）工業、農業、實驗室及公共（gòng）安全（quán）等多個領域。氨氣(NH₃)是一種具有強烈刺激（jī）性氣味的無色氣（qì）體，在高濃度下具有毒性，對人體（tǐ）呼吸道、眼睛和皮膚有強（qiáng）烈刺（cì）激（jī）作用。因此，在涉及氨氣使用、生產或儲存的場（chǎng）所，配置氨氣檢測儀是保障（zhàng）人（rén）員安全、預防事故的重要手段。

本文將從氨氣的性質入手，詳細介紹氨氣檢測儀的工作原理、主要（yào）類型、組成結構、技術原理詳解，並探討其在實際應用中的優勢（shì）與局限性，旨在為用（yòng）戶提供係統、全麵的參考信息（xī）。

一、氨氣的（de）基本性質

氨氣是一種含氮（dàn）的無機化合物，化學（xué）式為 NH₃，分（fèn）子量為 17.03.是工業（yè）、農業和醫療等行業中重要的化學（xué）物質（zhì）之（zhī）一。

氨氣（qì）的特點如下（xià）：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易溶於水（shuǐ），形成氨水（shuǐ）

密度比空氣小，容易上升

在一定濃（nóng）度下具有毒性和腐蝕性

屬於有害有毒氣體，超過35 ppm 會對人體造成傷害

因此，監測氨氣濃度不（bú）僅對保障員工（gōng）生命安全至關重要（yào），而且有助於（yú）優化生產過程、及時預（yù）警泄（xiè）漏事（shì）故（gù）。

二、氨氣檢測儀的工（gōng）作原理概述

氨氣檢測儀通過感（gǎn）應氣（qì）體分（fèn）子與特定（dìng）傳感器表麵發生（shēng）物理或（huò）化學反應，從（cóng）而實現氨氣濃度的檢測和定（dìng）量。工作原理主要（yào）基（jī）於以下技術類型：

電化學式原理

紅外光譜吸收原理

半導體式原理

光離子化檢測(PID)原理

光聲（shēng）光譜法(PAS)

在實際應用中（zhōng），常見的為電化學式傳感器和半導體式傳感器，部分高精度場合使用紅外或光譜類技術。

三、氨氣檢測儀的（de）主要類型與原理詳解

1. 電化學式氨氣檢測儀(Electrochemical Type)

工作原理：

電（diàn）化學（xué）式傳感器內包含一個由電解液（yè）浸泡的三電極係統：工作電極、參比電極和輔助電極。當氨氣分子通過氣體擴散膜進入傳感器（qì）內部，與電（diàn）極表麵發生氧化還原反應，生成微弱（ruò）電流。該電流與氨氣濃（nóng）度呈線性關係，由（yóu）儀器檢測並轉換為數值顯示。

化學反應示例：

NH₃ + 3OH⁻ → NO₂⁻ + 3H₂O + 3e⁻(堿性電解液（yè）中)

優點：

高靈敏度，響（xiǎng）應迅速

選擇性強，能準確識別NH₃

線性輸出，便於數據處（chù）理

能耗低，適用於便攜設備

缺點：

使用壽命有限(一般1–2年（nián）)

對溫濕度敏（mǐn）感（gǎn），需要補償

在高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨氣（qì）檢測（cè）儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類型傳感器采用金屬氧化物半導體材料(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成（chéng）。氨氣接觸到傳感器表（biǎo）麵後，會與吸（xī）附的氧（yǎng）分子（zǐ）發生反應（yīng），釋放電子，導致半導體導電性改變。通過測量電阻的變化，即（jí）可反（fǎn）推出氨氣濃度。

反應（yīng）機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉

可檢測多種（zhǒng）氣體（tǐ）(不僅限（xiàn）NH₃)

響應時間短

缺點：

易受其（qí）他氣體幹擾(選擇性差)

靈敏度（dù）隨時（shí）間下降

需要加熱至高溫(功耗較高)

3. 紅外光（guāng）譜吸（xī）收法(Infrared Absorption)

工作原理：

紅外氨氣檢測儀利用NH₃分子對（duì）特定（dìng）波（bō）長紅外光的吸收特性。當紅外光（guāng）穿過含有氨氣的氣體樣（yàng）本時，氨氣分子吸收部分光能，導致接收端信號減弱。儀器通過測量光強變化，計算出氨氣濃度。

優點：

精度高，抗幹擾能力強

使用壽命長(無電化學耗材)

可用於（yú）高溫高（gāo）濕環境

缺點：

體積大，成本高

對維護、標定（dìng）要求較高（gāo）

響應時間較慢

4. 光離子化檢測法(PID)

原（yuán）理：

使用紫外光(通常為10.6 eV)將氨氣分子（zǐ）電離，生成離子和（hé）電（diàn）子。通過測量（liàng）電流變化來推算氣體濃度（dù）。

優點：

靈敏度極高

能檢測極低濃度氨氣

缺點：

對操作要求高

維護（hù）複雜，成（chéng）本高

四、氨氣檢測儀的組成結構

一台典型的氨（ān）氣檢測儀主要由以下幾個核心部分組成：

部件    功能說（shuō）明

氣（qì）體傳感器    檢測氨氣並將（jiāng）其轉換為電（diàn）信號

信號處理模塊    放大、濾波（bō）、轉換（huàn）原始信號

微處（chù）理器(MCU)    運算、分析（xī）、控製報警、通訊（xùn）等功能

顯示模塊    顯示（shì）濃度值、電池、電量、報警信息等

電源模塊    為設（shè）備供電，通常為電池或充電電池

報（bào）警（jǐng）係統    提供聲光或振動報警提（tí）醒用戶

殼體/外殼（ké）    提（tí）供機（jī）械保（bǎo）護、防水、防爆、防塵功能

五、檢（jiǎn）測儀的分類方式（shì）

按安裝方式分類（lèi）：

固（gù）定式氨氣檢測儀（yí）：安裝在工業現場、倉庫、管道旁邊，用於持續監控，接入控製係統。

便攜（xié）式氨氣（qì）檢測儀：輕便小巧，便於工作人員隨（suí）身攜帶，適合巡檢、應急檢測。

在線式檢測係統：用於遠程監控、聯網（wǎng）報警、數據記錄。

按量程範圍（wéi）分類：

ppm級別檢測儀：適用於人員健康監測，常（cháng）用於工作場所(如濃度（dù）0～100 ppm)。

ppb級別檢測儀：高靈敏度，適用於實驗室或氣體泄漏早期預警（jǐng）。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨（ān）儲罐、氨（ān）合成反應中監控。