氨氣檢測（cè）儀的工作原理是什麽？

氨氣檢測儀的工作原理是圍繞檢測空氣（qì）中氨氣濃度來展開的，適用於（yú）工業、農業、實驗室及公共安全等（děng）多個領域。氨氣(NH₃)是一（yī）種具有強烈刺激性氣味的（de）無色（sè）氣（qì）體，在高濃度下具有毒性，對（duì）人體呼吸道、眼睛和皮膚有強烈刺激作用。因此，在涉及氨氣使用、生產或儲存的場（chǎng）所，配置氨氣檢測儀是保障人員安全、預防事故的重要手段（duàn）。

本文將從氨氣的性質入手，詳細介紹氨氣檢測儀的工作原理、主（zhǔ）要類型、組成結構、技術原理詳解，並探（tàn）討其在實（shí）際應用中的優勢與局限性，旨在為用戶提供係統（tǒng）、全麵的參考信息。

一、氨氣的基本性質

氨氣是一（yī）種含氮的無機化合物，化學式為 NH₃，分子（zǐ）量（liàng）為 17.03.是工業、農業（yè）和醫療等行業（yè）中重要的化學物質之一。

氨（ān）氣的特點如下：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易溶於水，形成氨水

密度比空氣（qì）小，容易上升

在一定濃度下（xià）具有毒性和腐蝕（shí）性

屬於有害有毒氣體，超（chāo）過35 ppm 會對人體造成傷害

因此，監測氨氣濃度（dù）不僅對保障（zhàng）員工生命安全至關重要，而且有助（zhù）於優化生產（chǎn）過程、及時預警泄漏事故。

二、氨氣檢測儀的工作原理概述（shù）

氨氣（qì）檢測儀通過感應氣體分子與（yǔ）特定傳感器表麵發生物理或化學反應，從而實現氨氣濃度的檢測和（hé）定量。工作原理主要基（jī）於以下技術類型：

電化學式原理

紅外光譜吸收原理

半導體式原理

光離子化檢測(PID)原理（lǐ）

光聲光譜法(PAS)

在實（shí）際應用中，常見的為（wéi）電化學（xué）式傳感器和半導體式傳感器，部分高（gāo）精度場合使用紅外或光譜（pǔ）類技術（shù）。

三、氨氣檢測儀的主要類型與原理詳解

1. 電化學式氨氣檢測儀(Electrochemical Type)

工（gōng）作原理：

電化學式傳感器（qì）內包（bāo）含一個由電解液浸泡的三電極係統：工作電極、參比電極和輔助電極。當（dāng）氨氣分子（zǐ）通過（guò）氣體擴散（sàn）膜進入傳感器內部，與（yǔ）電極表麵發（fā）生氧化還原反應，生成微弱（ruò）電流。該電流與氨氣濃（nóng）度呈線（xiàn）性關係，由儀器檢（jiǎn）測（cè）並轉換為數值顯示。

化（huà）學反（fǎn）應示例：

NH₃ + 3OH⁻ → NO₂⁻ + 3H₂O + 3e⁻(堿性電解液中)

優點：

高靈敏（mǐn）度，響應迅速

選擇性強，能準確識別NH₃

線性輸出，便於數據處理

能（néng）耗低，適用（yòng）於便攜設備

缺點：

使用壽命有限(一般1–2年)

對溫濕度敏感，需要補償

在高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨氣檢測（cè）儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類型傳感器采用金屬氧化物半導體材料（liào）(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成。氨氣接觸到傳感器表麵後（hòu），會與吸附的氧分子發（fā）生反（fǎn）應，釋放（fàng）電（diàn）子，導致（zhì）半導體導電（diàn）性改變。通過測量電阻的變化，即可反推出（chū）氨氣濃度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成（chéng）本低廉

可檢測多種氣體（tǐ）(不僅限NH₃)

響應（yīng）時間短

缺點：

易受其他氣體幹擾(選擇性差（chà）)

靈敏度（dù）隨時間下降

需要加熱至高溫(功耗較高)

3. 紅外光譜吸收法（fǎ）(Infrared Absorption)

工（gōng）作原理：

紅外氨氣檢測儀（yí）利用NH₃分子對特定波長紅外光的吸收特（tè）性。當紅外光穿過含有氨氣的氣體樣本時，氨氣分子吸收部分（fèn）光能，導致接收端信號減弱。儀器通過測量光強變化，計算出氨氣濃度。

優點：

精度高，抗幹擾能力強

使用壽命長(無電化學耗材)

可用於高溫高濕環境

缺點：

體（tǐ）積大，成本高（gāo）

對維護、標定要求較高

響應時間較慢（màn）

4. 光離子化檢測法(PID)

原理：

使用紫外光(通常為10.6 eV)將氨氣分子電離（lí），生成離子和（hé）電子。通（tōng）過測量電流變化來推（tuī）算氣體濃度。

優點：

靈敏度極高

能檢測極低濃度氨氣

缺點：

對操作要求高

維護複雜，成（chéng）本高

四、氨氣檢測儀（yí）的組成結構

一台典型的氨氣檢測（cè）儀主（zhǔ）要（yào）由以下幾個核心部分組成：

部件    功（gōng）能說（shuō）明

氣體傳感器    檢測氨氣並將其轉換為電信號

信號處理模塊    放大、濾波、轉換原始信（xìn）號

微處理器(MCU)    運算、分析、控製報警、通訊等功能

顯示模塊    顯示（shì）濃度值、電池、電量、報警信息等

電源模塊    為設備供（gòng）電（diàn），通（tōng）常（cháng）為電池或充電電池

報警係（xì）統    提供聲光或振動報警提醒用戶

殼體/外（wài）殼    提供機械保護、防水（shuǐ）、防爆、防塵功能

五、檢測儀的分類方式

按安裝方式分類：

固定式氨氣檢測儀：安裝（zhuāng）在工業現場、倉庫、管（guǎn）道旁邊，用於持續監控，接入控（kòng）製係統。

便攜式氨氣檢測（cè）儀：輕便小巧，便於工作人員隨身攜帶，適合巡檢（jiǎn）、應急檢測。

在線式檢測係統（tǒng）：用於（yú）遠程監控、聯網報警、數據記錄。

按量程範圍分類（lèi）：

ppm級別（bié）檢測儀：適用於人員健康監測，常用於工作場（chǎng）所(如濃度0～100 ppm)。

ppb級別檢測儀：高靈敏度，適用於實驗室或氣體泄（xiè）漏早期預（yù）警。

高濃度(%級)檢測儀（yí）：用於氨儲罐、氨合成反應中監控。