气体探测器帮了大忙

在工厂中工作时，安全应放在第一位。工作场所的有毒气体极为危险，并有可能导致火灾或爆炸。尽管这些气体很危险，但并不是所有气体都能通过气味轻易检测出其存在于空气中；因此，气体探测器在工业环境中极受欢迎。工人通常在衣服上穿戴这些检测器，从而可探测出是否存在有毒气体。另外，在潜在的气体源头附近安装永久性的区域监控器也可探测危险。气体探测器有多种类型，本文将要讨论的是基于电化学原理的气体探测器。

图1. 气体探测器

便携式应用要求具有较低工作电流以及电池供电特性。这对分辨率小于气体浓度的百万分之一的特定气体传感器而言非常理想。气体传感器——尤其是机电传感器——通常运行速度较慢，并且需要几分钟的响应时间才能达到其输出满量程值。同样，当传感器暴露于气体浓度的阶跃响应下，它可能需要30秒才能建立到新的最终输出值的90%。

对于检测或测量多种有毒气体浓度的仪器，电化学传感器能够提供多项优势。它们可用来检测多种不同气体，如一氧化碳、氯气和硫化氢。这些气体基本上都能采用这类传感器加以检测。

图2. 基本传感器电路

设计气体检测的传感器时，低功耗性能具有最高的优先级。基本传感器如上图电路所示。该传感器具有三个电极： 参考电极、工作电极和辅助电极。为了让电化学操作顺利完成，工作电极和参考电极必须具有相同的电压。为了使其相等，可采用简单的反馈环路，将输出反馈至输入。这样可以迫使控制电极具有适当的电压，形成放大器零点的求和结点，进而迫使参考电极和工作电极电压为零。