氨氣檢（jiǎn）測儀的工作原理是什麽？

氨氣檢測儀的工作原理是圍（wéi）繞（rào）檢測（cè）空氣中氨氣濃度來（lái）展開（kāi）的，適用於工業、農業、實驗室及（jí）公共安全等多個領域。氨氣(NH₃)是一種具有強烈刺激（jī）性氣（qì）味的無色氣（qì）體，在高濃度下具有毒性，對人體呼吸道、眼（yǎn）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（cún）的場所，配置氨氣檢測儀是保障人員安全、預（yù）防事故的重（chóng）要手段。

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

一、氨氣（qì）的基本性質

氨氣是一（yī）種含氮的無機化合物，化學式（shì）為 NH₃，分子量為 17.03.是工業、農業和醫（yī）療等行業中重要的化學物質之一。

氨氣（qì）的特點（diǎn）如下：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易溶於水，形成氨水

密度比空氣小，容（róng）易上升

在一（yī）定濃度下具有毒性（xìng）和腐蝕性（xìng）

屬於有害有毒氣體，超過（guò）35 ppm 會對人體造成傷害

因此，監測氨氣濃度不僅對保（bǎo）障員工生（shēng）命（mìng）安全至關重要，而且有助於（yú）優化生產過程、及時預警泄漏事故。

二（èr）、氨氣檢測儀的工作原理概（gài）述

氨氣檢（jiǎn）測儀通過感應氣體分（fèn）子與特定傳感器表麵發生物理或化學反應，從而實現（xiàn）氨氣濃度的檢測和定量。工作原理主（zhǔ）要基於以下技術類型：

電化學式原理

紅外光（guāng）譜吸收原理

半導體式原理

光離子化檢測(PID)原理

光聲光譜法(PAS)

在實際應用中，常見的為電化學式傳感器和半（bàn）導體式傳感（gǎn）器，部分高（gāo）精度場合使用紅外或光譜類技術。

三（sān）、氨氣（qì）檢測儀的主要類型與原理詳解

1. 電化學式氨氣檢測（cè）儀(Electrochemical Type)

工作原理：

電化（huà）學式傳（chuán）感器內包含一個由電解液浸泡的三電極係（xì）統：工作電極、參比電（diàn）極和輔助電極。當氨氣分（fèn）子通過氣體擴散膜進（jìn）入傳感器（qì）內部，與電極表麵發生氧化還原反應，生成微弱電流（liú）。該電流（liú）與氨氣濃度呈線性關係，由儀器檢測並轉換為數值顯示。

化（huà）學（xué）反應示例：

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

優點：

高靈敏度（dù），響應迅速

選擇（zé）性強，能準確識別NH₃

線性輸出（chū），便於數據處理

能耗低，適用（yòng）於便攜設備

缺點：

使用壽命（mìng）有限(一般1–2年)

對溫濕度（dù）敏感，需要（yào）補償

在高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨（ān）氣（qì）檢測儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類（lèi）型傳感器采用金（jīn）屬氧化物半導體材料（liào）(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成。氨氣接觸到傳感（gǎn）器表麵後，會與吸（xī）附的氧分子發生反（fǎn）應，釋放電子，導致半導體導電性改變。通過測量電阻的變化（huà），即可反推出氨氣濃（nóng）度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉（lián）

可檢測多種氣體(不僅限NH₃)

響應時間短

缺點：

易受（shòu）其他氣體（tǐ）幹擾(選擇性差)

靈敏度隨時間（jiān）下降

需要加熱至高（gāo）溫(功耗較高)

3. 紅外光（guāng）譜（pǔ）吸收法(Infrared Absorption)

工（gōng）作原理（lǐ）：

紅外氨氣檢測儀（yí）利用NH₃分子對特定波長紅外光（guāng）的吸收特性。當紅外（wài）光穿過含有（yǒu）氨氣的氣體（tǐ）樣本時，氨（ān）氣分子吸（xī）收部分光能，導致接收端信號減弱。儀器通（tōng）過測量光強變化，計算出氨氣濃度。

優點：

精度高，抗幹（gàn）擾能力強

使用壽（shòu）命長(無電化學耗材)

可用於（yú）高溫高濕環境

缺點：

體（tǐ）積大，成本高

對維護、標定要求較高

響應時間較慢

4. 光離子（zǐ）化檢測法(PID)

原理：

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

優點（diǎn）：

靈敏度（dù）極高

能檢測極低（dī）濃度氨氣

缺點：

對操作要求高

維護複雜，成本高

四、氨氣檢測儀的組成結構

一台典型的氨氣檢測儀主要由以下幾個核心部（bù）分組成：

部件    功能說明

氣體傳感（gǎn）器    檢測氨氣並將其轉換為電信（xìn）號

信號處理模塊    放大、濾（lǜ）波、轉換原始信號（hào）

微處理器(MCU)    運算、分析、控製報（bào）警、通訊等功能

顯示模塊    顯示濃度值、電池、電（diàn）量、報（bào）警信息等

電源模塊    為設備供電，通常為電池（chí）或充電（diàn）電池

報警（jǐng）係統    提供聲光或振動報警（jǐng）提醒用（yòng）戶

殼體/外殼    提供機械保護、防水、防爆、防塵功（gōng）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：安裝在工業現場、倉庫、管道旁邊，用於持續（xù）監控（kòng），接（jiē）入控（kòng）製係統。

便（biàn）攜式氨氣檢測儀：輕便小巧，便於（yú）工作人員（yuán）隨身攜（xié）帶，適合巡檢、應急檢測。

在（zài）線式檢測係統：用於遠程監控、聯網報警、數據（jù）記錄。

按量程範圍分類：

ppm級（jí）別檢測儀：適用於人員健康監測，常用於工作場所（suǒ）(如濃度0～100 ppm)。

ppb級別檢測儀：高（gāo）靈敏度，適用於實驗室或氣體泄漏早期預警。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨儲罐、氨合成反（fǎn）應中監控（kòng）。