氨氣檢（jiǎn）測儀的工作原理是什麽？

氨（ān）氣檢測儀的工作原理是圍繞檢測空氣中氨氣濃度（dù）來展開的，適用於（yú）工業、農業、實驗室及公共安全等多個（gè）領域。氨（ān）氣(NH₃)是一種具有強烈刺激（jī）性氣（qì）味的無色氣體，在高濃度（dù）下具有（yǒu）毒性，對人（rén）體呼吸道、眼睛（jīng）和皮膚有強（qiáng）烈刺激作用。因此，在涉及氨氣使用、生（shēng）產或儲存的場所，配置氨氣檢測儀是保障人員（yuán）安全、預防事故的重要（yào）手段（duàn）。

本文將從氨氣的性質入手，詳細介紹氨氣檢測儀的（de）工作原理、主要類型、組成結構、技術原理詳（xiáng）解，並探討（tǎo）其在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、氨氣的基本性質

氨氣是一種含氮（dàn）的無機化合物，化學式為 NH₃，分子量為 17.03.是工業、農業和醫療等行業中重要的化學物質之一。

氨氣的特點如下：

氣（qì）味強烈（liè）刺鼻，極易識別

易溶於水，形成氨水

密度比空氣小（xiǎo），容易上升

在一定濃度下（xià）具有毒（dú）性和腐蝕性

屬於有害有毒氣體，超過35 ppm 會對人體造成傷害

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

二、氨（ān）氣檢測儀的工作（zuò）原理概述

氨（ān）氣檢測儀通過感（gǎn）應氣體分子（zǐ）與特定傳感器表麵發生物理或化（huà）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（shì）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（wéi）電化學式傳感器和半導（dǎo）體式傳感器，部分（fèn）高精度場合使用紅外或光譜類技術。

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)

工作（zuò）原理：

電（diàn）化學式傳感器內包含一個（gè）由電解液浸泡的三電極係統（tǒng）：工作電極、參比電極和輔（fǔ）助電極。當氨氣分子通過（guò）氣體擴（kuò）散膜進入傳感器內（nèi）部（bù），與電極表（biǎo）麵發生（shēng）氧化還原反（fǎn）應，生成微弱電流（liú）。該電流與氨氣濃度呈線性關係，由儀（yí）器檢測並轉換為（wéi）數值顯（xiǎn）示。

化學反應示例：

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

優點：

高靈敏度，響應迅速

選擇性強，能準（zhǔn）確識別NH₃

線性輸出，便（biàn）於數據（jù）處理

能（néng）耗低，適（shì）用於便攜設備（bèi）

缺點：

使用壽命有限(一般1–2年)

對溫濕度敏感，需要補償

在（zài）高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨氣檢（jiǎn）測儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類型傳感器采用金屬氧化物半導體材料(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成（chéng）。氨氣接（jiē）觸到（dào）傳感器表麵後（hòu），會與吸附的（de）氧分子發生反應，釋放電子，導致（zhì）半導體導電性改變。通（tōng）過測量電（diàn）阻的變化，即可反推出氨（ān）氣濃度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉（lián）

可檢測多（duō）種氣體(不僅（jǐn）限（xiàn）NH₃)

響應時間短

缺點：

易（yì）受其他氣體幹擾(選擇性差)

靈敏度隨時間下降

需要加熱至高溫(功耗較高)

3. 紅外光譜吸收法(Infrared Absorption)

工作原理：

紅外氨氣檢測儀利用NH₃分子對特（tè）定波（bō）長紅外光的吸收（shōu）特性。當紅外（wài）光穿過含有氨氣的氣體樣本時，氨氣（qì）分子吸收部分光能，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（kàng）幹擾（rǎo）能力強

使用壽命長(無電化學耗材)

可（kě）用於（yú）高（gāo）溫高濕環境

缺點：

體積大，成本高

對（duì）維護、標定要求較高

響應時間較慢（màn）

4. 光（guāng）離（lí）子化檢測法(PID)

原（yuán）理：

使用紫外光(通常為10.6 eV)將氨氣分子電（diàn）離，生（shēng）成離子和電（diàn）子。通過測量電流變化來推算氣體濃度。

優點：

靈敏度極高

能檢測極低濃度氨氣

缺點：

對操（cāo）作要求高

維護（hù）複雜，成本高

四、氨氣檢測儀的組成結（jié）構（gòu）

一（yī）台典型的氨氣檢測儀主要由以下幾個核心部分組成：

部件    功能說明

氣體傳感器    檢測（cè）氨氣並將其轉換為電信號

信號處理模塊    放大（dà）、濾波、轉換原（yuán）始信（xìn）號

微處理器(MCU)    運算、分析、控製報警、通訊等功（gōng）能

顯示模（mó）塊    顯示濃（nóng）度值（zhí）、電池、電量、報警信息等（děng）

電源模塊    為設備供電，通常為電池或充電電池

報警係統    提供聲光或振動（dòng）報警提醒（xǐng）用戶

殼體/外殼    提供機械（xiè）保護（hù）、防水、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：安裝在工（gōng）業現場、倉庫、管（guǎn）道旁邊，用於持續監控（kòng），接（jiē）入控製係統（tǒng）。

便（biàn）攜式氨氣檢測儀：輕便小（xiǎo）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：用於遠程監控、聯網報警、數據（jù）記錄。

按量程範圍分類：

ppm級別檢測儀：適用於人員健康監測，常用於工作場所(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漏早期預警（jǐng）。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨儲罐、氨合成反應中監控。