氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過(guò)氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分。其作為一種將特定氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，它的應(yīng)用還是非常廣泛的。

如今，市場(chǎng)上有各種各樣的氣體傳感器類型，例如一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、可燃?xì)怏w傳感器等，它們也被廣泛使用?？偟膩?lái)說(shuō)，各種類型的氣體傳感器已廣泛應(yīng)用于民用、工業(yè)、環(huán)境測(cè)試中。

一、優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：紅外氣體傳感器及儀器應(yīng)用廣泛，適用于監(jiān)測(cè)近乎各種易氣體。具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。并在未來(lái)逐步成為市場(chǎng)主流。

缺點(diǎn)：由于正在處于起步階段，技術(shù)壁壘高，市場(chǎng)占有率低，規(guī)模化生產(chǎn)程度低，造成成本高，基本在上千元左右。

二、主要特性

氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測(cè)量技術(shù)，從所用材料到制造工藝，從檢測(cè)對(duì)象到應(yīng)用領(lǐng)域，都可以構(gòu)成獨(dú)立的分類標(biāo)準(zhǔn)，衍生出一個(gè)個(gè)紛繁龐雜的分類體系，尤其在分類標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上目前還沒(méi)有統(tǒng)一，要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)分類難度頗大。

1、穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性，取決于零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒(méi)有目標(biāo)氣體時(shí)，整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移是指?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信號(hào)在工作時(shí)間內(nèi)的降低。理想情況下，一個(gè)傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點(diǎn)漂移小于10%。

2、靈敏度

靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲎兓颗c被測(cè)輸入變化量之比，主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu)所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)原理都采用生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對(duì)目標(biāo)氣體的閥限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最低爆炸限（LEL-lowerexplosivelimit）的百分比的檢測(cè)要有足夠的靈敏性。

3、選擇性

選擇性也被稱為交叉靈敏度。可以通過(guò)測(cè)量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)來(lái)確定。這個(gè)響應(yīng)等價(jià)于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的，因?yàn)榻徊骒`敏度會(huì)降低測(cè)量的重復(fù)性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。

4、抗腐蝕性

抗腐蝕性是指?jìng)鞲衅鞅┞队诟唧w積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時(shí)，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)10——20倍。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。氣體傳感器的基本特征，即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等，主要通過(guò)材料的選擇來(lái)確定。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料，使氣體傳感器的敏感特性達(dá)到最優(yōu)。

三、未來(lái)的趨勢(shì)

1、著重于新氣敏材料與制作工藝的研究開發(fā)

對(duì)氣體傳感器材料的研究表明，金屬氧化物半導(dǎo)體材料ZnO，SiO2，F(xiàn)e2O3等己趨于成熟化，特別是在C比，C2H5OH，CO等氣體檢測(cè)方面。這方面的工作主要有兩個(gè)方向：

一是利用化學(xué)修飾改性方法，對(duì)現(xiàn)有氣體敏感膜材料進(jìn)行摻雜、改性和表面修飾等處理，并對(duì)成膜工藝進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，提高氣體傳感器的穩(wěn)定性和選擇性;二是研制開發(fā)新的氣體敏感膜材料，如復(fù)合型和混合型半導(dǎo)體氣敏材料、高分子氣敏材料，使得這些新材料對(duì)不同氣體具有高靈敏度、高選擇性、高穩(wěn)定性。由于有機(jī)高分子敏感材料具有材料豐富、成本低、制膜工藝簡(jiǎn)單、易于與其它技術(shù)兼容、在常溫下工作等優(yōu)點(diǎn)，已成為研究的熱點(diǎn)。

2、新型氣體傳感器的研制

用傳統(tǒng)的作用原理和某些新效應(yīng)，優(yōu)先使用晶體材料（硅、石英、陶瓷等），采用先進(jìn)的加工技術(shù)和微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制新型傳感器及傳感器系統(tǒng)，如光波導(dǎo)氣體傳感器、高分子聲表面波和石英諧振式氣體傳感器的開發(fā)與使用，微生物氣體傳感器和仿生氣體傳感器的研究。隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，氣體傳感器的性能更趨完善，使傳感器的小型化、微型化和多功能化具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

3、氣體傳感器智能化

隨著人們生活水平的不斷提高和對(duì)環(huán)保的日益重視，對(duì)各種有毒、有害氣體的探測(cè)，對(duì)大氣污染、工業(yè)廢氣的監(jiān)測(cè)以及對(duì)食品和居住環(huán)境質(zhì)量的檢測(cè)都對(duì)氣體傳感器提出了更高的要求。納米、薄膜技術(shù)等新材料研制技術(shù)的成功應(yīng)用為氣體傳感器集成化和智能化提供了很好的前提條件。

氣體傳感器將在充分利用微機(jī)械與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、傳感技術(shù)、故障診斷技術(shù)、智能技術(shù)等多學(xué)科綜合技術(shù)的基礎(chǔ)上得到發(fā)展。研制能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣體的全自動(dòng)數(shù)字式的智能氣體傳感器將是該領(lǐng)域的重要研究方向。

目前，民用領(lǐng)域是半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。這主要是因?yàn)榘雽?dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器的價(jià)格便宜并且性能可以滿足家庭報(bào)警的要求。

具體而言，氣體傳感器在民用領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在廚房（可燃?xì)怏w傳感器），檢測(cè)天然氣如天然氣、液化石油氣和城市燃?xì)庑孤?，并通過(guò)檢測(cè)烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的氣體自動(dòng)控制微波爐烹飪。微波爐里的食物。餐飲;外殼、建筑物、帶二氧化碳傳感器的會(huì)議室和公共場(chǎng)所、煙霧傳感器、臭氧傳感等，用于控制空氣凈化器或電風(fēng)扇的自動(dòng)運(yùn)行;在一些高層建筑中，氣體傳感器也可用于探測(cè)火災(zāi)射擊和報(bào)警。

在工業(yè)領(lǐng)域，氣體傳感器主要用于石化工業(yè)。一些二氧化碳傳感器、氨傳感器、一氧化氮傳感器可用于特定應(yīng)用，以檢測(cè)有害氣體，如二氧化碳、氨、氯。此外，它還可用于檢測(cè)有機(jī)溶劑，如半導(dǎo)體和微電子，以及高毒性氣體，如磷化氫。在電力工業(yè)中，氫傳感器可以檢測(cè)電力變壓器油劣化過(guò)程中產(chǎn)生的氫。在食品工業(yè)中，氣體傳感器也可以檢測(cè)肉類。易腐食品的新鮮度，如類別;汽車和窯爐行業(yè)的廢氣中的氧氣檢測(cè)，以及道路交通檢測(cè)駕駛員呼吸中乙醇的濃度，也有廣泛的需求。

環(huán)境檢測(cè)是比較貼近人們?nèi)粘Ｉ畹?，這個(gè)也是氣體傳感器比較多的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，比如空氣中一些有毒有害的氣體會(huì)嚴(yán)重威脅人們身體健康，一氧化碳、二氧化硫、臭氧等氣體，這個(gè)時(shí)候就需要相應(yīng)的氣體傳感器對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。