氣體探測器幫了大忙

在工廠中工作時(shí)，安全應(yīng)放在第一位。工作場所的有毒氣體極為危險(xiǎn)，并有可能導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。盡管這些氣體很危險(xiǎn)，但并不是所有氣體都能通過氣味輕易檢測出其存在于空氣中；因此，氣體探測器在工業(yè)環(huán)境中極受歡迎。工人通常在衣服上穿戴這些檢測器，從而可探測出是否存在有毒氣體。另外，在潛在的氣體源頭附近安裝永久性的區(qū)域監(jiān)控器也可探測危險(xiǎn)。氣體探測器有多種類型，本文將要討論的是基于電化學(xué)原理的氣體探測器。

圖1. 氣體探測器

便攜式應(yīng)用要求具有較低工作電流以及電池供電特性。這對分辨率小于氣體濃度的百萬分之一的特定氣體傳感器而言非常理想。氣體傳感器——尤其是機(jī)電傳感器——通常運(yùn)行速度較慢，并且需要幾分鐘的響應(yīng)時(shí)間才能達(dá)到其輸出滿量程值。同樣，當(dāng)傳感器暴露于氣體濃度的階躍響應(yīng)下，它可能需要30秒才能建立到新的最終輸出值的90%。

對于檢測或測量多種有毒氣體濃度的儀器，電化學(xué)傳感器能夠提供多項(xiàng)優(yōu)勢。它們可用來檢測多種不同氣體，如一氧化碳、氯氣和硫化氫。這些氣體基本上都能采用這類傳感器加以檢測。

圖2. 基本傳感器電路

設(shè)計(jì)氣體檢測的傳感器時(shí)，低功耗性能具有最高的優(yōu)先級。基本傳感器如上圖電路所示。該傳感器具有三個(gè)電極： 參考電極、工作電極和輔助電極。為了讓電化學(xué)操作順利完成，工作電極和參考電極必須具有相同的電壓。為了使其相等，可采用簡單的反饋環(huán)路，將輸出反饋至輸入。這樣可以迫使控制電極具有適當(dāng)?shù)碾妷?，形成放大器零點(diǎn)的求和結(jié)點(diǎn)，進(jìn)而迫使參考電極和工作電極電壓為零。