氨氣檢測儀的工作原理是什麽（me）？

氨氣檢測儀的工作原理是圍繞檢測空氣中氨氣濃度來展開的，適用於工業、農業、實驗室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無色氣體，在高濃度下（xià）具有毒性，對人體呼吸道、眼（yǎn）睛和（hé）皮（pí）膚有強烈刺激作用。因此，在涉及氨（ān）氣使用、生產或儲存的場所，配置氨氣檢測儀是保障人員安全、預（yù）防事故的重要手段。

本文將從氨氣的性（xìng）質入手，詳細介紹氨氣檢（jiǎn）測儀的工（gōng）作原理、主（zhǔ）要類型、組成結構、技術原（yuán）理詳解（jiě），並探討其（qí）在實際應用中（zhōng）的優勢與局限性，旨在為用戶提供係統、全麵的參考信息。

一、氨氣的基本性質

氨氣是一種含氮的無機化合物，化（huà）學式為（wéi） NH₃，分子量為 17.03.是工業、農業和醫療等（děng）行業中（zhōng）重要的化學物質之（zhī）一。

氨氣（qì）的特點（diǎn）如（rú）下（xià）：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易（yì）溶於水（shuǐ），形成氨水

密度比空氣（qì）小，容易上升

在一定濃度（dù）下具（jù）有毒性和腐蝕性

屬於有害有毒氣（qì）體，超過35 ppm 會對人體造成傷害

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

二、氨氣檢測儀的工（gōng）作原理概述

氨氣檢測儀通過感應氣體分子與特定傳感器表（biǎo）麵（miàn）發生物理或（huò）化學反應，從而實現氨氣濃度的檢測和定量。工（gōng）作原理主要基於以下技術類型：

電化學式原理

紅（hóng）外光譜吸收原理

半導（dǎo）體式原理（lǐ）

光離子化檢測(PID)原理

光（guāng）聲光譜法（fǎ）(PAS)

在實際應用中，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（yòng）紅外或光譜類技（jì）術。

三、氨氣檢測儀的主要類型與原理詳解

1. 電化學式氨氣檢（jiǎn）測儀(Electrochemical Type)

工作原（yuán）理：

電化學式傳感器內包含一個由電解液浸（jìn）泡的三電極係統：工作電極、參比電極和（hé）輔（fǔ）助電（diàn）極。當氨氣分（fèn）子通過氣體擴散膜進入傳感器內部，與電極表麵發生氧化（huà）還原反應，生成微弱電流。該電流與（yǔ）氨氣濃度呈線性關（guān）係，由儀器檢測並轉換為數值顯示。

化學反應（yīng）示（shì）例（lì）：

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

優點：

高靈敏度，響應迅速

選擇性強，能準確識（shí）別NH₃

線性輸出，便於數（shù）據處理

能耗低，適用於便攜設備

缺點：

使（shǐ）用壽命有限(一般1–2年)

對溫濕度敏感，需要補償

在高濃度下（xià）可能中毒（dú）或損壞

2. 半導體（tǐ）式氨氣檢（jiǎn）測儀(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。氨氣接觸到傳感器表麵（miàn）後，會與吸附的氧分子發生反應，釋放電（diàn）子，導致半導體導電性改變。通過（guò）測量（liàng）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（yōu）點：

成本低廉

可檢測多種氣體（tǐ）(不僅限NH₃)

響應時間（jiān）短

缺點：

易受其他氣體幹擾(選擇性差)

靈敏度（dù）隨時間下降（jiàng）

需要（yào）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（wài）氨氣檢測儀利用NH₃分子對特（tè）定波長紅外光的吸收特性。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，導致接收端（duān）信（xìn）號減弱。儀器通過測量光強變化，計算出氨氣（qì）濃度。

優點：

精度高，抗幹擾能力強

使用壽命長(無電化學（xué）耗材)

可用於高溫高濕（shī）環境

缺點：

體積大，成本高

對維護、標定要求較高

響應時間較慢

4. 光（guāng）離（lí）子化檢測法(PID)

原理：

使用紫外光(通常為10.6 eV)將氨氣分子電離，生成離子和電子。通過測量電流變化來推算氣體濃度（dù）。

優點：

靈敏度極高（gāo）

能檢測極低濃度氨氣

缺點：

對操作要求高

維護複雜，成本高

四（sì）、氨氣檢測儀的組成結構

一台典型的（de）氨氣（qì）檢測儀（yí）主要（yào）由以下幾個核心部分組成：

部件    功能說明

氣體傳感器（qì）    檢測氨氣並將其轉換為電信號（hào）

信號處理模塊    放大、濾波、轉換原始（shǐ）信號

微（wēi）處理器(MCU)    運算、分析、控製報警、通訊等功（gōng）能

顯示模（mó）塊    顯示（shì）濃度值、電池、電（diàn）量、報警信息等

電源模塊    為設備供電，通常為電池或充電電池

報警係統    提供聲光或振動報（bào）警提醒用（yòng）戶

殼體/外殼    提供機械保護、防水、防爆、防塵功能

五、檢測儀的（de）分（fèn）類方式

按安（ān）裝方式分類：

固定式氨氣檢測儀：安（ān）裝（zhuāng）在工業現場、倉庫、管道旁邊（biān），用於持續監控，接入控（kòng）製係統。

便（biàn）攜（xié）式氨氣檢測儀：輕便小巧，便於工作人員隨身攜帶，適合巡檢、應急檢測。

在線式檢測係統：用於遠程監控、聯網報警、數據記錄（lù）。

按量程範圍（wéi）分類：

ppm級別檢（jiǎn）測儀：適用於（yú）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（gāo）靈敏（mǐn）度，適用於（yú）實驗室（shì）或氣體泄漏早期預警（jǐng）。

高濃度（dù）(%級)檢測儀：用於氨（ān）儲罐、氨合成反應（yīng）中（zhōng）監控。