载体催化传感器（黑白件）原理

一、用途及主要特点

1、用途

催化燃烧式气体传感器利用其氧化燃烧特性检测空气中可燃气含量，是可燃气体专用传感器。由于它的性能好、成本低，是当前国内外使用最多的可燃气传感器。现在，我们国内生产传感器的敏感元件，达到了国际水平，已向欧美出口。

催化燃烧式气体传感器的特点：

① 对所有可燃气体的响应有广谱性，在空气中对可燃气体爆炸下限浓度（%LEL）以下的含量，其输出信号接近线性（60%LEL以下线性度更好）；

② 对非可燃气体没有反应，只对可燃气有反应，无干扰；

③ 传感器结构简单、成本低；

④不受水蒸气影响，对环境的温湿度影响不敏感，适于野外使用。

但是，它也有一些缺点：

① 工作温度高，一般元件表面温度200℃～300℃ ，内部可达700℃～800℃，传感器不能做成本安型结构，只能做成隔爆型；

② 工作电流较大，国内产品100mA，国外产品200 mA ～300 mA，电流功耗大，不易做成总线连接；

③ 元件易受硫化物、卤素化合物等中毒影响，降低使用寿命；

④ 在缺氧环境下检测指示值误差较大。

催化燃烧式气体传感器有金属丝催化元件和载体催化元件两种。前者现在使用较少，这里只介绍载体元件的传感器。

二、催化燃烧式传感器指示刻度

1、氧气对指示值的影响

传感器的检测原理是可燃气体在催化剂作用下与氧气发生氧化反应，放出热量，例如甲烷（CH4）检测反应如下：

CH4 ＋2O2＝CO2 ＋2H2O＋891.8KJ

从化学反应式看出，两种物质发生化学反应时，必须具有一定的当量，才能产生最大热量。在爆炸下限以下浓度，氧气过剩，产生的热量随甲烷增加而增加。在爆炸范围以上，甲烷增加，由于缺氧，产生的热量反而降低，仪器指示值下降。

另外，在空气中氧含量较少的场合，例如氮气置换的设备内部，也不能准确检测可燃气含量，这在动火分析时，特别要注意。