氨氣檢測儀的工作原理

氨氣(NH₃)是一種常見的有毒氣體，廣泛應用於（yú）化（huà）工（gōng）、農業、製冷和其他工業領（lǐng）域。由於氨氣對人體有害，濃度過高時會導致呼吸（xī）困難、眼睛刺（cì）激（jī）甚至更嚴重的健康問題，因此在許多行業中需（xū）要對氨（ān）氣進行（háng）實時監測。氨氣檢測儀正是用來檢（jiǎn）測空氣中氨氣濃度的一種設備。

氨氣檢測儀的工作原理主要基於以下（xià）幾（jǐ）種技術原理：

一、電化學傳感器（qì）原（yuán）理

電化（huà）學傳感（gǎn）器是氨氣檢測儀中常見的一種（zhǒng）傳感器原理。其工（gōng）作（zuò）原理是通過氨氣與電化學傳感器中的電解質發生化學反應，在傳感器（qì）內部生成（chéng）電流信（xìn）號（hào），並通過信（xìn）號強度（dù）來推算氨氣的濃度。

電化學傳感（gǎn）器的構（gòu）成：電化（huà）學傳感器（qì）通常由三個主要部分組（zǔ）成：工作電極、參比電極和對電極。傳感器內部含有一種電解質溶液（yè），當氨氣進（jìn）入傳感器（qì）時，它與電解質發生反應，產生的電子通過外電路流向工作電極，並在電極間產（chǎn）生電流。

化學反應過程：

氨氣在工作電極上與氧化劑反應（yīng），釋放出電子，產生電流。

電流的強度與氨氣的濃度成正比，電流信號被傳感器轉（zhuǎn）換為氨氣的濃度（dù）值。

通過測量電流的（de）變化（huà），檢測儀可以（yǐ）計算出氨氣的濃度。

優點與應用：

高靈敏（mǐn）度：電化學（xué）傳感器對氨氣非常敏感，能夠準確（què）檢測（cè）低濃度（dù）的氨氣。

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

穩定性高（gāo）：電化學傳感（gǎn）器工作穩（wěn）定，壽命較長，適合長時間的環境監測。

二（èr）、半導體傳感器原理（lǐ）

半導體（tǐ）傳感（gǎn）器利用氨氣與傳感器（qì）表麵半導體材料的相互（hù）作（zuò）用來檢測氨氣濃度。這類傳感器在氨氣接觸到半導體材料時（shí），氣體的分子會與半導體材料的表麵發生反（fǎn）應，導致材料的電（diàn）導率（lǜ）發生變化。根據電導率的變化，可以推算出氨氣的濃（nóng）度。

半導體（tǐ）材料：常用的半導體材料包括氧化錫(SnO₂)、氧化鉛(PbO)等。氨（ān）氣與這些（xiē）材料表麵的（de）活性（xìng）位點反應時，會引發電（diàn）導率（lǜ）的變化。

工作原理：

當氨氣分子接觸到傳感器表麵（miàn）時，它們與半導體材料反應，改變表麵電子（zǐ）的密度，進而改變材料（liào）的（de）電（diàn）導率。

這種電導率的（de）變化可以通過測量電壓變化來轉化（huà）為氨氣濃度。

優點與（yǔ）應用：

成本低（dī）：相比於（yú）電化學傳感器，半導體傳感器（qì）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（bàn）導體傳感器能夠檢（jiǎn）測多種氣（qì）體，並且具有較好的選擇性，適用於環境監測和（hé）工廠安全檢（jiǎn）測。

缺點：半導（dǎo）體傳感器的響（xiǎng）應速度較慢，靈敏度和穩定性較差，因此不如電化學傳感器（qì）適合精確的氨氣（qì）濃度檢測。

三、紅外傳感器原理

紅外傳感（gǎn）器通過測量氨（ān）氣（qì）分子對（duì）紅外光的（de）吸收程度來檢測其濃度。氣體分子能夠吸收特定波長的紅外光，紅外傳感器通過分析氣體分子吸收的光譜特征來判（pàn）斷（duàn）氣體濃度。

光譜吸收（shōu）原理：

不同的氣體分子在紅外光譜中具有特定的吸收峰，氨氣（qì）分子對特定波長的紅外光有較強的吸收。

紅外（wài）傳（chuán）感器通過發射一束（shù）紅外（wài）光，並通（tōng）過氣體樣本（běn）。氣體分子會吸（xī）收部（bù）分紅外光，然後（hòu）傳感器檢（jiǎn）測到剩（shèng）餘的光強度變化（huà）。

工作原理（lǐ）：

傳（chuán）感器發射紅（hóng）外光穿透（tòu）樣本氣體，並接收通過氣（qì）體後剩餘的光（guāng）。

氨氣分子吸收紅外光的特定（dìng）波長部分（fèn），剩餘光的強度變化（huà）與氨氣濃度成正比（bǐ）。

根據光的吸收情況，傳感器可以推算出氨氣的濃（nóng）度。

優點與應用：

高選擇性：紅（hóng）外傳感器（qì）能夠針對特定氣體進（jìn）行選擇性檢測（cè），避免其他氣體的幹擾。

穩定性好：紅外傳感器具有較長的使（shǐ）用壽命，穩（wěn）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，紅外傳感器不需要與（yǔ）氣體直接接觸，減少了汙染物（wù）對傳感器的（de）影響。

缺點：紅（hóng）外傳感器（qì）通常價格較高，且對環境的溫度和濕（shī）度有一（yī）定（dìng）的敏感性，因（yīn）此需要進行溫濕度補償。

四、催化燃燒原（yuán）理（lǐ）(較少使用)

催化燃燒原理一般用於有機氣體檢測，但（dàn）在某些特殊氨氣檢測應（yīng）用中也有（yǒu）所（suǒ）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（chū）熱量並產生電信號。根據熱量的變化來推算（suàn）氣體（tǐ）濃度。

五、總結

氨氣檢測儀的工作原（yuán）理（lǐ）主要包括電化學傳感器（qì）、半導體傳感器和紅外傳感器等。不同的傳感器具有不同的（de）優（yōu）缺點，適用於不同的應用場景：

電化學傳感器：靈（líng）敏（mǐn）度高，適用於低濃度氨氣的檢測，常用（yòng）於工業和環境監（jiān）測（cè）。

半導（dǎo）體傳感器：成本（běn）較（jiào）低，適合用於多種氣體（tǐ）的檢測，但響應較慢。

紅外傳感（gǎn）器：高選擇性、穩定性好，適用於長時間精確監測。

根據不同的應用（yòng）需求，選擇合適的氨（ān）氣檢測儀及其（qí）工作原理，能夠有效提高氣體安全檢測的可靠（kào）性，保障工作人員和環境的安全。