氨氣檢測儀的工作原理是什麽？

氨氣檢測（cè）儀的工作原理（lǐ）是圍繞檢測空氣中氨氣濃度來展開的，適用於工業、農業、實驗室及公（gōng）共安全等多個領域。氨氣(NH₃)是一種具有強烈刺激性氣味的無色氣體，在高濃度下具（jù）有毒性，對人體呼吸道、眼睛和皮膚有強（qiáng）烈刺激作用。因此（cǐ），在涉及氨氣使（shǐ）用、生產（chǎn）或儲存的場所，配置氨氣檢測儀是保障人（rén）員安全、預防事故的（de）重要（yào）手段。

本（běn）文將從氨氣的（de）性質入（rù）手，詳（xiáng）細介紹氨氣檢測儀的工作原理、主要（yào）類型、組成（chéng）結（jié）構、技術（shù）原理詳解，並探討（tǎo）其在實際應用中的優勢與（yǔ）局限性，旨在為（wéi）用戶提供係統、全麵的參考信息（xī）。

一（yī）、氨氣的基本性質

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

氨氣的特點如下：

氣味強烈刺鼻，極易識別

易溶於水，形（xíng）成氨水

密度比空氣小，容易上升

在一定濃（nóng）度下（xià）具有毒性和腐蝕性

屬於有害有毒氣體，超過35 ppm 會對人體造成傷害

因此，監測氨（ān）氣濃度不僅對保障員工生命安全至關重要（yào），而且有助於（yú）優化生產過程、及時預（yù）警泄（xiè）漏事（shì）故。

二、氨氣檢測儀的工作原理概述

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

電化學式原理

紅外光譜吸收原理

半導體式原理

光（guāng）離子（zǐ）化檢測(PID)原理

光聲光（guāng）譜法(PAS)

在實際應用中，常見的為電化學（xué）式傳感器和半導體式傳感器，部分高精度場（chǎng）合使用紅外或光（guāng）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（jiǎn）測儀(Electrochemical Type)

工作原理：

電化學式傳感器內包含一個由電解液浸泡的三電極係（xì）統：工作電極（jí）、參比（bǐ）電極和輔助電極。當（dāng）氨氣分子通過氣體擴散膜進入傳感器內部，與電極表麵發生氧化還原反應，生成微弱電（diàn）流。該電流與氨氣濃度呈線性（xìng）關係，由儀器檢測並轉換為數值（zhí）顯（xiǎn）示。

化學反應示例：

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

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，便於數據（jù）處理

能耗低，適用於便攜設（shè）備（bèi）

缺（quē）點：

使（shǐ）用壽命有限(一般1–2年)

對溫（wēn）濕度敏感，需要補償

在高濃度下可能中（zhōng）毒或損壞

2. 半導體式（shì）氨氣（qì）檢測儀(Semiconductor Type)

工作（zuò）原理：

該類（lèi）型傳感器（qì）采用金屬氧化物半（bàn）導體材料(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成。氨氣接觸到傳感器表麵後，會與吸附的氧分子發生反應，釋放電（diàn）子，導致半導體導電性改變。通過測量電阻（zǔ）的（de）變化，即（jí）可反推出氨氣濃度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉

可檢測多（duō）種氣體(不僅限NH₃)

響應時間短

缺點：

易受其他氣體幹擾(選擇性差)

靈敏度隨時間（jiān）下（xià）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（hóng）外氨氣檢測儀利用NH₃分（fèn）子對特定波長紅外光的吸收特性。當紅外光穿過含有氨氣的氣體（tǐ）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（huà），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（shī）環境

缺點：

體積大，成本高

對維（wéi）護（hù）、標（biāo）定要求較高（gāo）

響應時間較慢

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，生成（chéng）離（lí）子和電子。通過測量電流變（biàn）化來推算氣（qì）體濃度。

優點：

靈敏（mǐn）度極高

能檢測極低濃度氨氣

缺（quē）點：

對操作要求高

維護複雜，成（chéng）本高

四、氨氣檢測（cè）儀的組成結構（gòu）

一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    檢測氨（ān）氣並將其轉換為電信號

信（xìn）號處理模塊    放大、濾（lǜ）波、轉換原始信號

微處理（lǐ）器(MCU)    運算（suàn）、分（fèn）析、控製報警、通訊等功能（néng）

顯示（shì）模塊    顯（xiǎn）示濃度值、電池、電量、報警信（xìn）息等

電源（yuán）模塊    為設備供（gòng）電，通常為（wéi）電池或充（chōng）電電池

報警係統    提供聲光或振動報警提醒用戶

殼體（tǐ）/外殼    提供機械保護、防水、防爆、防塵功能

五、檢測（cè）儀的分類方式

按安裝方式分類：

固定式氨氣檢測儀：安（ān）裝在工業現場、倉庫（kù）、管道旁邊，用（yòng）於持續監（jiān）控，接入控製係統。

便攜式氨氣檢測儀：輕便小巧，便於工作人員隨身攜帶，適合巡檢、應急檢測。

在線式檢測係統：用於遠程（chéng）監控、聯網報警、數據記錄。

按量程（chéng）範圍分類：

ppm級別檢測儀：適用於人員健（jiàn）康監（jiān）測，常用於工作場所(如濃度0～100 ppm)。

ppb級別檢（jiǎn）測儀：高靈敏度，適用（yòng）於實（shí）驗室或氣體泄漏（lòu）早（zǎo）期預警。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨儲罐（guàn）、氨合成反（fǎn）應（yīng）中監控。