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毒性气体报警器的传感器核心是将有毒气体浓度转化为可测量的电信号，不同类型传感器的工作原理差异显著，主流类型及原理如下：

一、主流传感器类型及工作原理

1. 电化学传感器（最常用，适配多数有毒气体）

• 核心原理：气体扩散进入传感器后，在电极表面发生氧化还原反应，产生与气体浓度成正比的电流信号。

• 结构组成：包含工作电极、对电极、参比电极和电解液（酸性 / 碱性），电极多为贵金属（铂、金）。

• 反应过程：

1. 有毒气体（如 CO、H₂S、NO₂）通过透气膜扩散至工作电极，发生氧化反应（如 H₂S → S + 2H⁺ + 2e⁻）；

2. 对电极同时发生还原反应（如 O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O），维持电荷平衡；

3. 电极间产生微弱电流（微安级），电流大小与气体浓度呈线性关系，经放大后传输至报警器。

• 适配气体：CO、H₂S、NH₃、NO、NO₂、Cl₂、HCl 等多数有毒气体。

2. 半导体式传感器（低成本，适配部分气体）

• 核心原理：气体与半导体材料（如 SnO₂、ZnO）接触时，改变材料的导电率，通过电阻变化反映气体浓度。

• 工作过程：

1. 传感器加热至特定温度（200~400℃），半导体表面吸附空气中的氧分子，形成耗尽层，电阻处于高阻状态；

2. 有毒气体（如甲烷、苯、乙醇）与氧分子发生反应，消耗氧分子，耗尽层变薄，半导体电阻显著降低；

3. 电阻变化量与气体浓度相关，经电路转换为电信号输出。

• 适配气体：可燃有毒气体（如甲烷、丙烷）、挥发性有机气体（VOCs，如苯、甲苯）。

3. 红外吸收式传感器（高精度，抗干扰强）

• 核心原理：利用有毒气体对特定波长红外光的吸收特性，通过光强衰减量计算气体浓度（朗伯 - 比尔定律）。

• 结构组成：红外光源、滤光片（筛选目标气体特征波长）、气室、红外探测器。

• 工作过程：

1. 红外光源发射包含目标气体特征波长的红外光，穿过气室（含被测气体）；

2. 气室中的有毒气体（如 CO₂、SO₂、NH₃）选择性吸收特定波长的红外光，光强被衰减；

3. 探测器检测衰减后的光强，与基准光强对比，计算气体浓度。

• 适配气体：具有红外吸收特性的有毒气体（如 CO₂、SO₂、NH₃、CH₄）。

4. 催化燃烧式传感器（适配可燃有毒气体）

• 核心原理：可燃有毒气体在催化元件表面燃烧，产生热量使元件电阻变化，间接反映气体浓度。

• 工作过程：

1. 传感器包含催化元件（涂有铂催化剂）和补偿元件，两者组成惠斯通电桥；

2. 可燃有毒气体（如氢气、甲烷、乙烷）与空气混合后，在催化元件表面燃烧，释放热量，使元件温度升高、电阻增大；

3. 补偿元件不参与催化反应，仅用于抵消环境温度变化的影响；

4. 电桥输出电压信号，与气体浓度成正比，实现浓度检测。

• 适配气体：可燃有毒气体（如 H₂、CH₄、C₂H₆、苯系物）。

二、核心共性与关键特性

1. 信号转换逻辑：所有传感器均遵循 “气体浓度→物理 / 化学变化→电信号” 的转换路径，电信号经处理后触发报警（如浓度超标时声光报警）。

2. 灵敏度与响应时间：电化学传感器响应快（1~3 秒）、灵敏度高（可达 ppm 级）；红外传感器抗干扰强、稳定性好；半导体传感器成本低但易受温湿度影响。

3. 使用寿命：电化学传感器 2~5 年，半导体传感器 1~3 年，红外传感器 5~10 年，需定期校准和更换。

总结

毒性气体报警器的传感器根据气体类型和使用场景选择：多数有毒气体（如 CO、H₂S）优先用电化学传感器，可燃有毒气体可选催化燃烧式或半导体式，高精度、抗干扰需求选红外吸收式。核心是通过特定物理 / 化学作用将气体浓度转化为可测量的电信号，为报警提供数据支撑。

结合毒性气体报警器主流传感器类型，整理其适配气体、核心特点及相关关键参数，形成以下对照表，方便快速选型和了解，具体内容如下：