
先说结论:没有“一种”通用原理。华体会会员登入是一整套“传感器+采样方式+算法”的组合,针对不同气体、不同浓度和工况选不同原理。下面把常见原理和能测的气体说清楚,再给你一份选型速查。
一、常见检测原理(按应用频率从高到低)
1) 电化学传感(Electrochemical)
怎么测:气体在电极上发生反应,产生与浓度成正比的电流。
强项:低浓度、选择性好、功耗低,适合便携/个人防护。
常测气体:CO、H₂S、SO₂、NO、NO₂、Cl₂、O₃、NH₃、HCl、HCN、PH₃、HF、O₂(原电池)。
注意:传感器有寿命(多为1–3年);某些溶剂蒸气、硫化物会交叉干扰或“中毒”。
2) 催化燃烧(Catalytic Bead, LEL)
怎么测:可燃气在催化珠上燃烧放热,电阻变化反映浓度(以**%LEL**计)。
强项:可燃气普适、价格稳、响应快。
常测气体:甲烷、丙烷、汽油蒸气、甲醇等烃类,可做氢气LEL。
注意:需要氧气参与燃烧;被硅化物/含铅/硫化物“中毒”;高浓可能烧坏,富氮/缺氧环境不适用。
3) 红外吸收(NDIR)
怎么测:气体对特定红外波段吸收,按吸光度算浓度。
强项:不消耗氧、不怕催化中毒、稳定;适合低氧或高浓度场景。
常测气体:CO₂、甲烷、丙烷等烃类(但不适合H₂)。
注意:对水汽/温度敏感,需补偿;体积略大于电化学。
4) 光离子化(PID)
怎么测:紫外灯(10.6/11.7 eV)把有机分子电离,电流与VOC浓度成正比。
强项:对挥发性有机物(苯系物、酮、醚、醇等)ppm–ppb灵敏。
常测气体:苯/甲苯/二甲苯、丙酮、异丙醇、丙烯腈等。
注意:对甲烷/乙烷不敏感;受湿度、尘影响,灯需要保养。
5) 半导体(金属氧化物,MOS)
怎么测:气体与敏感膜表面发生吸附/反应,引起电阻变化。
强项:便宜、响应快、适合“有/无”或趋势报警。
常测气体:酒精、H₂、CO等(泛化)。
注意:选择性一般、漂移大、易受温湿度影响。
6) 氧化锆氧量计(ZrO₂, 高温)
怎么测:高温下氧离子在锆固体电解质上迁移,输出电势与O₂体积分数相关。
强项:高温烟气/窑炉/锅炉空燃比控制,响应快、耐高温。
注意:需要加热,能耗高;不用于便携个保。
7) 顺磁氧(Paramagnetic O₂)
怎么测:利用氧的顺磁性在磁场中的力变化测量浓度。
强项:高精度、稳定,过程分析/实验室常用。
注意:价格较高,需稳定安装环境。
8) 热导(TCD)
怎么测:不同气体热导率不同,桥路不平衡反映浓度。
强项:H₂/He/CO₂等与空气热导差大的气体,高浓范围适用。
注意:对背景气体变化敏感,多用于过程分析。
9) 激光吸收(TDLAS/可调谐二极管)
怎么测:窄带激光扫过目标吸收线,按线形拟合浓度。
强项:选择性极高、响应快,可做远程/点线式检测。
常测气体:CH₄、NH₃、HCl、H₂O等。
注意:价格与安装条件要求高。
10) 其他实验/环保常见法
化学发光:NOx;紫外荧光:SO₂;光声光谱:微量多气体;
荧光淬灭式O₂:长期在线、低漂移的氧监测。
二、能检测哪些气体?(按类别速览)
可燃/爆炸性气体
烃类:CH₄、C₂H₆、C₃H₈、汽油蒸气、乙炔等 → 催化燃烧或NDIR(低氧/高浓优先NDIR)。
氢气 H₂ → 催化燃烧(LEL)、MOS或TCD/TDLAS(视场景)。
有毒气体
一氧化碳 CO、硫化氢 H₂S、二氧化硫 SO₂、氮氧化物 NO/NO₂、氨 NH₃、氯气 Cl₂、氰化氢 HCN、磷化氢 PH₃、氟化氢 HF、光气 COCl₂等 → 电化学。
特殊与温室气体
二氧化碳 CO₂ → NDIR
挥发性有机物 VOC(苯系物/溶剂)→ PID 或 红外
氧气 O₂ → 电化学(便携/安监)、顺磁/氧化锆/荧光(过程/实验室)
三、怎么根据场景快速选原理?
有限空间/个保:CO/H₂S/O₂… → 电化学(多合一),若有可燃 → 再加催化燃烧/NDIR。
低氧/富氮环境测可燃:避开催化,选NDIR。
高温烟气炉膛控氧:氧化锆(过程控制)。
VOC痕量泄漏:PID(ppb–ppm);若只关心甲烷 → NDIR/TDLAS。
高浓度H₂/He过程:TCD或专用激光。
实验室/制氧/供氧房高精度O₂:顺磁氧。
四、读数单位别混淆
ppm/ppb:体积分数的百万/十亿分之一,常用于有毒气体与VOC。
%VOL:体积分数百分比,常用于O₂、CO₂或高浓过程。
%LEL:相对爆炸下限的百分比,专用于可燃气报警。
同一气体在不同单位间不可直接换算,得用其物性与LEL值计算。
五、实用提示
交叉干扰:电化学与MOS会被相似分子“误触发”,选型时看供应商干扰表。
校准:便携仪建议1–3个月做一次标气撞击/校准;关键岗位更频。
采样方式:开放空间扩散式即可;井/罐/密闭点位建议泵吸+过滤,并“先上后下”分层取样。
防爆与防护:有爆炸风险区域用本安/隔爆认证设备;室外注意IP与防冷凝。
总结
华体会会员登入=合适的传感原理+正确的采样与标定。先明确“测什么、浓度区间、工况环境(温/湿/压/氧含量)、是否联动”,再对号入座选原理,基本就不会选错。