气体传感器到底怎么选？
面对催化燃烧、电化学、红外、半导体、PID 等十余种技术路线，**选型第一步是锁定检测场景**，而不是盲目比较参数。先问自己三个问题：
- 我要测的是可燃气体还是有毒气体？
- 现场温湿度是否极端？
- 是否需要长期免维护？
主流技术路线横向对比
| 技术 | 检测对象 | 寿命 | 交叉干扰 | 成本 |
|---|---|---|---|---|
| 催化燃烧 | CH₄、H₂等可燃气体 | 2-3年 | 硅蒸汽、卤素 | 低 |
| 电化学 | CO、H₂S、SO₂ | 2年 | 酒精、NO₂ | 中 |
| NDIR红外 | CO₂、CH₄、SF₆ | 5-10年 | 极少 | 高 |
| 半导体 | VOC、酒精、NH₃ | 1-2年 | 湿度、H₂ | 最低 |
| PID光离子 | 苯、甲苯、TVOC | 3-5年 | 湿度、甲烷 | 中高 |
气体传感器工作原理拆解
1. 催化燃烧式：把“燃烧”搬进传感器
核心是一对**惠斯通电桥**，其中检测元件表面涂有催化剂。当可燃气体扩散到元件表面，在300℃左右发生无焰燃烧，**电阻值因温升而增大**，电桥失衡输出电压信号。 **优点**：结构简单、成本低；**缺点**：需氧环境，易中毒。
2. 电化学式：微型燃料电池
气体透过透气膜进入电解液，**在工作电极发生氧化还原反应**，产生与浓度成正比的微电流。 **关键参数**： - 灵敏度 nA/ppm - 响应时间 T90 - 零点漂移 <±2 ppm/月
3. NDIR红外：用“光”数分子
红外光源发出特定波长，**气体分子吸收特征波长后光强衰减**，根据朗伯-比尔定律计算浓度。 **亮点**： - 不消耗气体，**寿命可达十年** - 抗中毒，适合高湿高尘矿井
4. 半导体式：电阻随气体变化
金属氧化物（SnO₂、ZnO）表面吸附氧离子形成耗尽层，**当还原性气体到来时耗尽层变薄，电阻骤降**。 **典型应用**：家用燃气报警器、酒精检测仪。
5. PID光离子：把分子“敲碎”成离子
紫外灯（10.6 eV）把VOC分子电离，**离子在电场中形成电流**，电流大小与浓度成正比。 **检测下限**：ppb级，**适合环保执法、应急监测**。
现场安装与维护避坑清单
- 高度**：比空气轻的气体（H₂、CH₄）探头装在屋顶下30 cm；比空气重的（H₂S、SO₂）装在地面30-60 cm。
- 防水透气**：户外必须加防雨罩，避免雨水堵塞透气孔。
- 定期标定**：电化学传感器每6个月用标准气校准一次，**零点漂移>±5%必须重新标定**。
- 交叉干扰测试**：现场若同时存在CO与H₂，需用CO过滤片验证H₂S读数是否被拉高。
2024-2026行业趋势展望
1. **MEMS化**：硅基微型传感器尺寸降至3×3 mm，功耗<10 mW，可直接嵌入手机、无人机。 2. **多气体阵列**：单芯片集成红外+电化学+PID，**通过算法补偿交叉干扰**，实现“一机多测”。 3. **无线即插即用**：LoRa、NB-IoT模组与传感器一体化，**省去布线，远程OTA升级**。 4. **AI预测性维护**：云端收集传感器老化曲线，**提前30天预警失效**，降低非计划停机。
常见疑问快问快答
Q：为什么同一型号传感器在不同品牌主机上读数差异大？
A：主机电路的放大倍数、温度补偿算法、标定气体批次都会影响结果，**务必用同一品牌整套系统**。
Q：红外传感器能测氢气吗？
A：不能。H₂对红外无吸收峰，需改用热导或催化燃烧。
Q：半导体传感器能否通过软件算法达到ppm级精度？
A：理论上可行，但需**多点标定+温湿度补偿+机器学习**，成本接近电化学，性价比低。
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