现阶段，工业化生产安全性，自然环境环境污染等难题备受关心。所造成的意外中，有一类是因为有害、易燃性、易燃易爆废气的泄露所导致。因而，针对该类汽体的检验，预警信息以及预防有其主要实际意义。愈来愈多的公司专注于有害/有害物质的检测。

一、气体传感器的种类

感应器是可燃气体检测机器设备的主要元器件，依照其检验基本原理可分成：金属材料空气氧化物半导体材料式感应器、光电催化式感应器、催化燃烧装置式感应器、红外线式感应器、PID光离子化感应器等。

1 氢氧化物半导体材料式感应器

氢氧化物半导体材料式气体传感器是使用在一定溫度下，被测汽体的粘附功效，更改半导体材料的导电率，其弹性系数与汽体成分，浓度值有关。根据检验电阻器的转变，检验得待测汽体。半导体材料式气体传感器的主要特点：敏感度高，回应快，使用寿命长，低成本，对环境湿度敏感性低，但必须高溫加温，汽体的可选择性差，环境要素危害大，輸出可靠性差，功能损耗高。普遍采用的在空气的微漏状况的精确测量，如 甲烷气体（燃气、沼液）、乙醇、一氧化碳（大城市液化气）、氯化氢、二氧化氮（包含丙烯胺，肼类）等汽体，但不能用以高精密精确测量汽体含水量的场所。

2 光电催化式感应器

光电催化气体传感器是一种微氢燃料电池元器件，运用汽体在光电催化空气氧化/氧化反应基本原理，汽体在工作中电级产生化学变化，在化学药品、电级间造成电流量，电流量伴随着汽体含量改变而转变，根据检验电流量的尺寸获得汽体含量的值。这类种类感应器包含原充电电池型、稳定电位差电解池型、浓差电池型、極限电流量型等。光电催化感应器的主要特点是空气的高灵敏、可选择性好，长期性稳定好，相对应時间慢，但周期短，该类感应器能够检验很多有害气体和O2，比如一氧化碳、氯化氢、氨气和氧气等。

3 催化燃烧装置式感应器

催化燃烧装置式气体传感器是是气敏原材料在有电情况下，易燃气体在催化的作用下点燃，因为点燃使气敏原材料溫度上升进而电阻器产生变化。一般是在铂热电阻的表层制取耐热的催化层，在一定的环境温度下，可燃性气体在其表层催化燃烧装置，铂热电阻溫度上升，电阻器转变，转变值是可燃性气体浓度值的涵数。此种类气体传感器的主要特点是高精度，相对应快，使用寿命长，在可燃性气体范畴内，可选择性差，且很容易产生“感应器中毒了”（有机化合物蒸气会使感应器无效），有点爆汽体的风险。

4 红外线式感应器

红外线式感应器是依据光谱仪消化吸收法，汽体对某一中红外线区的相应光波长的消化吸收基本原理，检验特点消化吸收峰部位的消化吸收抗压强度，明确某汽体的浓度值以及类型。其优点是，抗中毒副作用好，敏感度高，但构造繁琐，成本增加。对大部分氮氧化合物都是有反映，如甲烷气体，乙炔气体，二氧化氮，二氧化碳等，能够合理地辨别汽体的类型，精确测量汽体浓度值。

5 PID光离子化气体传感器

PID光离子化感应器由紫外线杀菌灯灯源和正离子室等关键一部分组成，根据正离子房间内的正负电极，产生静电场，在紫外线杀菌灯的直射下，离子化被测汽体，转化成正空气负离子，在电级间产生电流量，经变大輸出数据信号。PID光离子化气体传感器高精度，敏感度好，回应快，无中毒了难题，可以信赖，但成本增加，维护保养。关键适用于挥发物有机化学氮化合物精确测量，如脂肪烃类、大环内酯、代烃等。

二 、脉冲调制规定

1 半导体材料式：

该类一般 感应器带有4/6个脚位，如图所示1所显示：H/h 为加温级，A/a与B/b是比较敏感电阻器的两方面，器中A/a內部短路故障，B/b內部短路故障。VH是加温工作电压，Vc是鼓励工作电压，RL为线接负载电阻。根据两边的工作电压VRL可获得感应器的电阻值，就可以获得汽体的浓度值（依据传感器厂家给予的特点曲线图测算）。

在精确测量VRL时，对后端放大仪和数据信息转化器（ADC）的规定一般不高，一般选择高键入特性阻抗，网络带宽低于1Mhz的成本低的放大仪。ADC：成本低，一般选用单片机设计（MCU）集成化的ADC 屏幕分辨率》=8 bits， 采样频率 《 1Kbps，或立即选用电压比较器，做为警报作用应用。门限制值的调节与负载电阻RL有关。

AD8613是成本低，功耗低的放大仪，网络带宽400Khz，失调电压2.2mV，可当做缓存/变大电源电路应用。

AD7170是功耗低，屏幕分辨率12bit，数据信息吞吐率是125hz S/D型ADC，合适功耗低，一般精密度标准的数据收集系统软件。

2 光电催化式：

光电催化式感应器一般是电流量方法輸出，数据信号的敏感度从几十nA/ppm到好几百nA/ppm，其标值依据汽体的品种不一样而不一样。此外，不一样生产厂家的感应器也稍有差别。该类感应器一般3个脚位，分别是工作中电级（WE）/参照电级（RE）/电极极化（CE）。 工作中电级与电极极化中间流动性的工作电流与汽体浓度值成占比。参照电级沒有电级流动性，仅仅给予一个参照工作电压。针对不一样气体传感器，参照工作电压会各有不同，设计方案后面电源电路时要认真阅读产品说明书。

该感应器必须应用TIA（Trans Impedance Amplifier）将电流量数据信号转成工作电压数据信号，再开展AD转换。因为数据信号的输入输出电流量较小，必须采用Ib（参考点电流量《10pA）较小的精密运算放大器。

ADA4505-1/2/4是超低功耗，轨到轨，零交越失真输入输出放大器。Ib为0.5pA，供电范围1.8～5V，每个放大器的功耗为10μA，非常适合此应用。

AD7988-1是16bit分辨率，100Kbps采样率的SAR型超低功耗ADC。功耗在100Kbps采样率时仅0.7mW。

AD7792/3是16/24bit分辨率，低功耗的S/D型ADC。内部集成仪表放大器及其参考源，适于低频高精度的采样系统。

3 催化燃烧式：

催化燃烧式传感器如图5所示。包括探测器端和补偿端。通过配置外围的R1/R2/VR，使电桥平衡。采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电信号，再经过信号放大电路、稳定和处理最终得到测量数。在此种应用中，需要放大器有较高的共模抑制比，低失调电压，可选用仪表放大器实现。

AD8420是低功耗90μA，宽电压供电范围2.7V～36V，高共模抑制（》100dB）的轨到轨輸出的仪表放大器。

4 红外线式：

热势电是红外线传感器中主要的一种，其感应器以及典型性插口电源电路如图所示7和图8所显示，框中一部分是感应器，內部集成化有JFET和CMOS运算放大器二种方式。对外界均需用高精密运放电路对导出的数据信号开展调养。溫度的改变针对该类感应器危害很大，一般有温度校准的阶段。

5 PID光离子化式：

PID光学离式感应器的线路一部分不但包含数据信号的检验电源电路，还包含紫外线的开关电源推动，风机控制回路等操纵。严苛的说，它是一个可燃气体检测，并非感应器。下列仅探讨起数据信号的检验一部分。光离化后，造成的离子流一般 在0.1nA的级别，必须很弱信号检测技术性。需极低偏流的TIA放大仪，解决噪音极其重要，如图所示9所显示。数据信号变大以后必须高精密，低噪音的数模转换器ADC。自然，也是有一些感应器将那些都解决好，给予给客户的立即是mV级敏感度的电流数据信号。再这个基础上，客户就可以根据简洁的运算放大器开展解决。

图9：很弱电流量检验TIA

AD549L：对于很弱电流量讯号的检验，它是保证了现在业内优异的极低偏流放大仪，Ib仅60fA max。

AD7190是屏幕分辨率24bit，极高精密度S/D型ADC，在4.7Hz吞吐率，增益值128时，噪音水准仅为8.5nV/sqrt Hz.普遍的用以极高精密度数据信息采样系统。

针对气体传感器后端信号分析，ADI给予了特别有竞争优势的脉冲调制商品，如上所述的运放电路、仪表放大器、数据信息转化器等。表1得出了对于差异种类的气体传感器对脉冲调制元器件的基本参数要求，以及强烈推荐元器件。

表1： 脉冲调制规定VS气体传感器种类

三、具体描述

有害有危害等废气的检验，已变成 环保监测与化学成分分析运用的一个关键支系，其感应器的进步伴随着使用的要求也在产生着转变。与此同时，对后端信号分析，也提到了挑戰。ADI企业一直专注于高精密信号分析，其先进的工艺及脉冲调制商品（放大仪，数据信息转化器等）在汽体精确测量的稳定性，精确性层面，产生了优异的特性，非常好的达到这一运用的要求。

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