氣體檢測(cè)儀的原理主要是通過(guò)將氣體傳感器采集的物理或者化學(xué)非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再通過(guò)外部電路對(duì)這些電信號(hào)進(jìn)行整流、濾波等處理，并根據(jù)處理后的信號(hào)控制相應(yīng)的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的探測(cè)。以下是氣體檢測(cè)儀幾種常見(jiàn)的檢測(cè)原理：
一、催化燃燒原理
催化燃燒氣體檢測(cè)儀利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理，由檢測(cè)元件和補(bǔ)償元件配對(duì)構(gòu)成測(cè)量電橋。在一定溫度條件下，可燃?xì)怏w在檢測(cè)元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生無(wú)焰燃燒，載體溫度升高，通過(guò)內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個(gè)與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號(hào)。通過(guò)測(cè)量鉑絲的電阻變化，可以確定可燃性氣體的濃度。
二、紅外原理
紅外氣體檢測(cè)儀將待測(cè)氣體連續(xù)不斷地通過(guò)一定長(zhǎng)度和容積的容器，從容器可以透光的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面?zhèn)冗吷淙胍皇t外光。當(dāng)紅外線(xiàn)傳感器波長(zhǎng)與被測(cè)氣體吸收譜線(xiàn)相吻合時(shí)，紅外能量被吸收，紅外光線(xiàn)穿過(guò)被測(cè)氣體后的光強(qiáng)衰減滿(mǎn)足朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律，即氣體濃度越大，對(duì)光的衰減也越大。由此可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)紅外光線(xiàn)的衰減來(lái)測(cè)出氣體濃度。
三、電化學(xué)原理
電化學(xué)氣體檢測(cè)儀通過(guò)傳感器與被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來(lái)工作。被測(cè)氣體首先通過(guò)微小的毛管型開(kāi)孔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后是憎水屏障，最終到達(dá)電極表面。允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，以形成充分的電信號(hào)，同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。這些反應(yīng)由針對(duì)被測(cè)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化，通過(guò)電極間連接的電阻器，與被測(cè)氣濃度成正比的電流會(huì)在正極與負(fù)極間流動(dòng)。測(cè)量電流即可確定氣體濃度。
四、光離子化(PID)原理
光離子化氣體檢測(cè)儀使用一個(gè)紫外光源，有機(jī)物在紫外燈的激發(fā)下離子化，被離子化的“碎片”帶有正負(fù)電荷，從而在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生了電流。檢測(cè)器將電流放大，通過(guò)儀器儀表設(shè)備就可以顯示出VOCs氣體的濃度。
五、熱傳導(dǎo)原理
熱傳導(dǎo)氣體檢測(cè)儀通過(guò)測(cè)量混合氣體熱導(dǎo)率的變化量來(lái)實(shí)現(xiàn)分析被測(cè)氣體的濃度大小。通常熱傳導(dǎo)氣體傳感器導(dǎo)熱系數(shù)的差異通過(guò)電路轉(zhuǎn)化為電阻的變化。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是將待測(cè)氣體送入氣室，氣室的中心是熱敏元件(如熱敏電阻、鉑絲或鎢絲)，加熱到一定溫度，把混合氣體熱導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)化為熱敏元件電阻的變化。電阻值的變化比較容易精確測(cè)量，從而可分析出被測(cè)氣體的濃度大小。
六、半導(dǎo)體原理
半導(dǎo)體氣體檢測(cè)儀利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件電阻值發(fā)生變化而制成。當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時(shí)，被吸附的分子首先在物體表面自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解吸附在物體表面。當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的親和力時(shí)，吸附分子將從器件奪走電子而變成負(fù)離子吸附，半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層，從而導(dǎo)致電阻值的變化。通過(guò)測(cè)量電阻值的變化，可以確定氣體的濃度。
此外，還有一些其他原理的氣體檢測(cè)儀，如光學(xué)波導(dǎo)氣體檢測(cè)儀和激光氣體檢測(cè)儀等，它們分別基于不同的物理和化學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的檢測(cè)。
總的來(lái)說(shuō)，氣體檢測(cè)儀的原理多種多樣，選擇哪種原理取決于待測(cè)氣體的種類(lèi)、濃度范圍以及檢測(cè)環(huán)境等因素。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的檢測(cè)儀，并遵循相應(yīng)的操作規(guī)程和維護(hù)要求，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
