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室内环境检测需要哪些传感器设备?

来源:三水智能化环境监测 发布时间:2020-04-13 关键词: 室内环境检测

室内环境检测所需的环境检测传感器分类有很多种,有半导体环境检测传感器、电化学法环境检测传感器、压电振动法(QCM)环境检测传感器、光学法环境检测传感器,其中应用与研究最多的是半导体环境检测传感器和电化学法环境检测传感器。在国际上具有代表性的环境检测传感器公司主要有:Figaro、New Cosmos、FIS、UST、MICS、CityTec、Alphasense、Aeroqual、SGX、UnitecSens、Dynamo、Applied Sensors。

室内环境检测需要哪些传感器设备?

半导体环境检测传感器的基本原理是分子吸附半导体材料表面,引起其电学性质的变化。半导体式传感器使用寿命为1~2年,与电化学传感器相比灵敏度较低,价格较贵,但运行稳定。根据半导体材料的不同,半导体环境检测传感器可分为金属氧化物半导体传感器、有机半导体传感器以及最新开发的碳纳米结构传感器。金属氧化物半导体材料包括:SnO2、TiO2、ZnO、WO3、MoO3、CuO和In2O3等。SHAFIEI等分别应用WO3、ZnO半导体材料环境检测传感器对H2的测量进行了敏感性研究;2015年,ZHANG等研究了金属氧化物半导体环境检测传感器在室温条件下的应用;2012年,LU等通过合成ZnO/SnO2复合材料,提高传感器对NO2的响应。有机半导体材料包括:聚苯胺(PANI)、聚3,4-亚乙基二氧噻吩(PEDOT)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚表氯醇(PECH)、络合物TCNQ和TCNQF4。2011年,SRIVASTAVA等开发了基于PANI和多壁碳纳米管(MWNT)半导体材料的环境检测传感器,并在室温下对H2进行了测试;2016年,HOSHYARGAR等应用有机-金属络合物CuTCNQF4对温室气体进行了敏感性研究;2017年,WANG等开发了结晶并五苯薄膜的超灵敏NO2环境检测传感器。

电化学法环境检测传感器的基本原理是被测气体扩散或通过泵吸入到催化电极(工作电极)表面,并发生氧化或还原反应,由此产生的电流与被测气体的浓度成正比,通过检测电流的大小即可实现对气体浓度的测定。电化学传感器具有成本低、功耗低、灵敏度高等优点,但寿命较短(1年),并且易受CO、VOCs和NO2的干扰,造成数据漂移,因此需要频繁的校准。2013年,MEAD等通过改善电化学法环境检测传感器的信噪比和灵敏度,实现了对CO、NO和NO2在10-9数量级混合比的检测。

QCM基本原理是当气体分子吸附于晶体表面时,气体浓度的变化会引起晶体振荡频率的改变,通过测试晶体振荡频率计算出气体的浓度。因为频率是高准确度、高精度的变化量,基于QCM的环境检测传感器与其他类型的传感器相比,具有较高的灵敏度和分辨率。BAHREYNI等和YANG等多项研究认为,基于QCM原理的传感器在高灵敏度测量气体方面是最具有潜力的。

光学法传感器主要分为对光量选择吸收的红外吸收式环境检测传感器和通过改变折射率的光纤传感器。红外吸收式传感器利用气体对红外线的选择吸收性,根据气体的特征吸收光谱鉴别气体种类,由比尔定律建立吸光度、入射光强度、出射光强度、吸光物质浓度之间的关系。2013年,CASTELL等证明红外吸收式传感器对二氧化碳的检测非常有效。光纤传感器的原理是待测气体与光纤涂层作用引起涂层折射率的变化,通过渐逝波的检测确定气体浓度。HUANG等使用具有双聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/氯酚红(CPR)涂层作为弯曲光纤探针的传感器检测空气中的痕量NH3,在空气中的检测限为2.7×10-9。

看到这里,相信大家对于室内环境检测所需的传感器设备已经有所了解了,相信上述内容可以帮助到大家。如果大家对于环境检测有所需要,可以联系三水智能化环境检测公司