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一氧化碳?xì)怏w傳感器的工作原理對(duì)比:電化學(xué)vs.半導(dǎo)體vs.紅外

閱讀:67      發(fā)布時(shí)間:2025-7-24
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  電化學(xué)傳感器
  基于電化學(xué)氧化還原反應(yīng),核心為工作電極、對(duì)電極和電解液。一氧化碳在工作電極被氧化為二氧化碳,釋放電子形成電流,電流強(qiáng)度與濃度成正比。其優(yōu)勢(shì)在于高靈敏度(檢測下限可達(dá)1ppm)、線性輸出和快速響應(yīng),且成本較低。典型應(yīng)用包括家庭燃?xì)鈭?bào)警器、工業(yè)安全監(jiān)測及便攜式檢測儀。但需注意電解液揮發(fā)導(dǎo)致的壽命限制(通常2-3年),且易受硫化物等干擾氣體影響。
  半導(dǎo)體傳感器
  以二氧化錫(SnO?)等金屬氧化物為敏感材料,通過氣體吸附引起的電阻變化檢測濃度。一氧化碳吸附后,半導(dǎo)體表面電子密度增加,電阻降低,變化量與濃度相關(guān)。其優(yōu)勢(shì)為成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單,適用于消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品(如智能家居報(bào)警器)。但缺點(diǎn)顯著:選擇性差(易受乙醇、氫氣等干擾)、穩(wěn)定性不足(濕度/溫度變化導(dǎo)致漂移),且需定期加熱清潔以維持性能,壽命較短(通常1-2年)。
  紅外傳感器
  利用一氧化碳對(duì)特定波長紅外光的吸收特性(如4.6μm波段),通過測量光強(qiáng)衰減計(jì)算濃度。其核心為紅外光源、氣室和探測器,采用雙波長設(shè)計(jì)消除環(huán)境干擾。優(yōu)勢(shì)包括高精度(誤差<±2%)、長壽命(>5年)、抗干擾能力強(qiáng),且無需定期校準(zhǔn)。但成本較高(是電化學(xué)傳感器的3-5倍),體積較大,多用于工業(yè)過程控制、環(huán)境監(jiān)測等對(duì)精度要求嚴(yán)苛的場景。
  總結(jié):電化學(xué)傳感器綜合性能,適合大多數(shù)民用和工業(yè)場景;半導(dǎo)體傳感器適用于低成本簡易應(yīng)用;紅外傳感器則定位于專業(yè)市場。

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