氣體探測器幫了大忙

在工廠中工作時，安全應放在第一位。工作場所的有毒氣體極為危險，并有可能導致火災或爆炸。盡管這些氣體很危險，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，氣體探測器在工業環境中極受歡迎。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域監控器也可探測危險。氣體探測器有多種類型，本文將要討論的是基于電化學原理的氣體探測器。

圖1. 氣體探測器

便攜式應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——尤其是機電傳感器——通常運行速度較慢，并且需要幾分鐘的響應時間才能達到其輸出滿量程值。同樣，當傳感器暴露于氣體濃度的階躍響應下，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，電化學傳感器能夠提供多項優勢。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

設計氣體檢測的傳感器時，低功耗性能具有最高的優先級。基本傳感器如上圖電路所示。該傳感器具有三個電極： 參考電極、工作電極和輔助電極。為了讓電化學操作順利完成，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路，將輸出反饋至輸入。這樣可以迫使控制電極具有適當的電壓，形成放大器零點的求和結點，進而迫使參考電極和工作電極電壓為零。