氨氣檢測儀（yí）的工作原理是（shì）什麽？

氨（ān）氣檢測儀（yí）的工作原（yuán）理是圍繞（rào）檢測空氣中氨氣濃度來展開的（de），適用於工業、農業、實驗室（shì）及公共安全等多個領域。氨氣(NH₃)是一種具有強烈刺激性氣味的（de）無色氣體，在高濃度下具有毒（dú）性，對人體呼吸道、眼睛和皮膚有強烈刺激作用。因此，在涉及氨氣使用、生產或（huò）儲存的場所，配置氨氣檢測儀是保障人員安全、預防事故的重要手段。

本文將從氨氣（qì）的性質入手，詳細介紹氨氣檢測儀的工作原理、主（zhǔ）要類型、組成結（jié）構、技術原理詳解，並探討其在實際應用中的優勢與局限性，旨在為（wéi）用（yòng）戶提供係（xì）統、全麵（miàn）的參考信息。

一、氨氣的基本性質（zhì）

氨氣是（shì）一種含氮的無機（jī）化合物（wù），化學式為 NH₃，分子量為 17.03.是工業（yè）、農業和醫療等行業中重（chóng）要的化學物質之一。

氨氣的特點如下：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易溶於水，形成氨水

密度比空氣小，容易上升

在一定濃度下具有毒性（xìng）和腐蝕性

屬於有害有毒氣體（tǐ），超（chāo）過35 ppm 會對人體（tǐ）造成傷害

因此，監測氨氣濃度不僅對保障員工（gōng）生命安全至關重要，而且有助於優化生產過程、及時預警泄漏事故。

二（èr）、氨氣檢測儀的工作原理概述

氨氣檢測（cè）儀通（tōng）過感應氣體分子與特定傳感器表麵發生物理或化學反應，從而實現氨氣濃度的檢測和定量。工作原理（lǐ）主要基於以下技術類型：

電化學式原（yuán）理

紅外光譜吸收原理（lǐ）

半導體式原理

光離子化檢測(PID)原理

光（guāng）聲光譜法(PAS)

在實際應用（yòng）中，常見的為電化學式傳感器和半導體式傳感器（qì），部分高精度（dù）場合使（shǐ）用紅外或光譜（pǔ）類技（jì）術。

三、氨氣檢測儀的主要類型與原（yuán）理詳解

1. 電化（huà）學式氨氣（qì）檢測儀(Electrochemical Type)

工作原理：

電化學式傳感器內包含（hán）一個由電解液浸泡的三電極係統：工作電極、參（cān）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（nèi）部，與電極表麵發生氧化還原反應，生成微弱電流。該電流與氨氣濃度呈（chéng）線（xiàn）性關係，由儀器檢測並轉換為數值顯（xiǎn）示。

化學反應示例（lì）：

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

優點：

高靈敏度，響應迅速（sù）

選擇性強，能準確識別NH₃

線性輸出，便（biàn）於數據處理

能耗低，適用於便（biàn）攜設備

缺點：

使用壽命有限(一般1–2年)

對溫濕度敏感，需要補（bǔ）償

在高濃（nóng）度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨氣檢測儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類型傳感器采用金屬氧化物半導體（tǐ）材料(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成。氨氣接觸到傳感器表麵後，會與吸附的氧分子發（fā）生反應（yīng），釋放電（diàn）子，導致半導體（tǐ）導電性改變。通過測量電阻的變化，即可反推出氨氣濃度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉

可檢（jiǎn）測多種（zhǒng）氣體(不僅限NH₃)

響（xiǎng）應時（shí）間短

缺點（diǎn）：

易受其他氣（qì）體幹擾(選擇（zé）性差（chà）)

靈敏度隨時間下降（jiàng）

需要加熱至高溫(功耗較高)

3. 紅外光譜吸收法(Infrared Absorption)

工作原理：

紅外氨氣（qì）檢測儀利用NH₃分子對（duì）特定波長紅外光的吸收特（tè）性。當紅外光穿過含有氨氣的氣體樣本時，氨氣分子吸收部分光能，導致（zhì）接收端信號減弱。儀器通過測量光強（qiáng）變（biàn）化，計算出氨氣濃度。

優點：

精度高，抗（kàng）幹擾能力強（qiáng）

使用壽命長(無電化學耗材)

可用於高溫高濕環境

缺點：

體積大，成本高

對維護、標定要求較高

響應時間（jiān）較慢

4. 光離子化檢測法(PID)

原（yuán）理：

使用紫外（wài）光(通常（cháng）為10.6 eV)將氨（ān）氣分子電離，生成離子和電子。通過測量電流變化來推算氣體濃度。

優點：

靈敏（mǐn）度極高

能檢測極低濃度（dù）氨氣

缺點：

對操作要求高

維護複雜，成本高

四、氨氣檢測儀（yí）的組成結構（gòu）

一台（tái）典型的氨氣檢測儀主要由以下幾個核心部分組成：

部件（jiàn）    功能（néng）說明

氣體傳感器    檢測氨氣（qì）並將其轉換為電（diàn）信號

信號處理模塊（kuài）    放大、濾波、轉換原始信號

微處理器(MCU)    運（yùn）算、分析、控製報警、通訊等功（gōng）能

顯示（shì）模塊    顯示濃度值、電池、電量、報警（jǐng）信息等

電源模塊    為設備供（gòng）電，通常為（wéi）電池或充電電池

報警係統（tǒng）    提供聲光或振動報警提醒（xǐng）用戶

殼體（tǐ）/外殼    提供（gòng）機械保護、防水、防爆（bào）、防塵功能

五、檢測儀的分類方式

按安裝方（fāng）式分類：

固定（dìng）式氨氣檢測（cè）儀：安（ān）裝在工業現場、倉庫、管道旁邊，用於持（chí）續監控，接入控製係統。

便攜式氨氣檢（jiǎn）測（cè）儀（yí）：輕便小巧，便於工作人員隨身攜（xié）帶（dài），適合巡檢、應急檢測。

在線式檢（jiǎn）測係統（tǒng）：用於遠程監控、聯網報警、數據記（jì）錄。

按量（liàng）程範圍分類：

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

ppb級別檢測儀：高靈敏度，適（shì）用於實驗室或氣體泄漏早期預警。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨儲罐、氨合（hé）成反應中監控。