氣體探測(cè)器主要用于化工生產(chǎn)如煤氣、液化石油氣、天然氣單位及油氣田、礦山開(kāi)采檢測(cè)與報(bào)。消防應(yīng)急部門(mén)使用這種類于手持移動(dòng)式氣體探測(cè)器，在應(yīng)急事件中，作為處置、疏散、洗消的依據(jù)，方可保證能正確、快速處置與保障消防員與民眾的生命安全。
氣體探測(cè)器種類繁多，按傳感器原理技術(shù)特性不同可以分為以下七類：
（1）半導(dǎo)體型(表面控制型、電阻控制型、非電阻型)
這種探測(cè)器傳感器主要使用半導(dǎo)體氣敏材料。半導(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。目前是世界上氣體檢測(cè)儀產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。按照檢測(cè)氣敏特征量方式不同分為表面控制型、電阻式和非電阻式兩種。
表面電阻的變化取決于表面原來(lái)吸附氣體與半導(dǎo)體材料之間的電子交換。在空氣中的氧和NO2這樣的電子兼容性大的氣體，接受來(lái)自半導(dǎo)體材料的電子而吸附負(fù)電荷，其結(jié)果表現(xiàn)為N型半導(dǎo)體材料的表面空間電荷區(qū)域的傳導(dǎo)電子減少，使表面電導(dǎo)減少，從而使器件處于高阻狀態(tài)。一旦器件與被測(cè)氣體接觸，就會(huì)與吸附的氧起反應(yīng)，將被氧束縛的幾個(gè)電子釋放出來(lái)，使敏感膜表面電導(dǎo)增加，使器件電阻減小。這類器件目前已商品化的有SnO2、ZnO等氣體傳感器。
電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器是通過(guò)檢測(cè)氣敏元件隨氣體含量的變化情況而工作的。作為敏感材料的金屬氧化物大多數(shù)采用非化學(xué)計(jì)量配比組成。當(dāng)接觸可燃性氣體時(shí)，因改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成（晶格缺陷），而使敏感體的阻值發(fā)生改變。隨著新型材料的研究和開(kāi)發(fā)，大大提高了電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器的特性和應(yīng)用范圍。例如：檢測(cè)NH3的濃度范圍為5ppm-50ppmppm，檢測(cè)CO氣體傳感器可達(dá)200 ppm濃度，非常敏感。
非電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。主要有MOS二極管式和結(jié)型二極管式，以及場(chǎng)效應(yīng)管式氣體傳感器。二極管氣體傳感器是利用一些氣體被金屬與半導(dǎo)體的界面吸附，對(duì)半導(dǎo)體禁帶寬度或金屬的功函數(shù)的影響，而使二極管整流特性發(fā)生性質(zhì)變化而制成。如Pd/Ti、Pd/ZnO之類二極管可用于對(duì)H2的檢測(cè)。檢測(cè)氣體大多為氫氣、硅烷等可燃?xì)怏w?？蓽y(cè)定CO2濃度范圍0.05%~2%。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性好，CO、CH4、H2等很少干擾，濕度不干擾。
?。?）固體電解質(zhì)式
固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料做氣敏元件。其原理是氣體通過(guò)這些氣敏材料在時(shí)產(chǎn)生離子，從而形成電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量電動(dòng)勢(shì)值，從而達(dá)到測(cè)量氣體濃度目的。這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，在石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。僅次于金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器。如YS T- Au- WO3氣敏材料測(cè)量H2S 、H+4Ca CO3測(cè)量NH3等。
（3）接觸燃燒式
可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。其工作原理是：氣敏材料在通電狀態(tài)下，被測(cè)可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒（無(wú)焰燃燒），溫度增高，元件阻值增加，打破電橋的平衡，使其電阻值發(fā)生變化，產(chǎn)生微小的電壓差信號(hào)，并通過(guò)D轉(zhuǎn)換，從而測(cè)量到并將其轉(zhuǎn)換成氣體濃度值。
接觸燃燒式氣體探測(cè)器一般以爆炸下限作為滿量程。這種傳感器只能測(cè)量可燃?xì)怏w，對(duì)不燃性氣體不敏感。例如，在Pt絲上涂敷活性催化劑制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測(cè)各種可燃?xì)怏w。接觸燃燒式氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，并能對(duì)爆炸下限的絕大多數(shù)可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)，目前普遍應(yīng)用于石油化工廠、礦井隧道等的可燃性氣體的監(jiān)測(cè)和報(bào)
?。?）電化學(xué)式(定電位電解型、加伐尼電池型、離子電極型)
電化學(xué)式氣體傳感器包括定電位電解型、加伐尼電池型、離子電極型等三種類型。
1.定電位電解型氣體傳感器又稱控制電位電解法氣體傳感器。
它是由工作電極、輔助電極及參比電極，以及由聚四氟乙烯制成的透氣隔離膜組成。在工作電極與輔助電極，參比電極間充以電解液，傳感器工作電極的電位由恒電位器控制，使其與參比電極電位保持恒定，待測(cè)氣體分子通過(guò)透氣膜到達(dá)敏感電極表面時(shí)，在多孔型貴金屬催化作用下，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)（氧化反應(yīng)）；同時(shí)輔助電極上氧氣發(fā)生還原反應(yīng)。
這種氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流大小受擴(kuò)散過(guò)程的控制，而擴(kuò)散過(guò)程與待測(cè)氣體濃度有關(guān)，只要測(cè)量敏感電極上產(chǎn)生的擴(kuò)散電流，就可以確定待測(cè)氣體濃度。在敏感電極與輔助電極之間加一定電壓后，氣體與電解質(zhì)內(nèi)的工作電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，電極平衡電位發(fā)生變化，變化的值與氣體濃度成正比。使氣體發(fā)生電解，如果改變所加電壓，氧化還原反應(yīng)選擇性地進(jìn)行，因此可以定時(shí)檢測(cè)氣體。
電化學(xué)傳感器包括：一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、氯氣、氰氫酸、環(huán)氧乙烷、氯化氫等等。氧氣檢測(cè)儀也是電化學(xué)傳感器的一種。由于電化學(xué)型和催化燃燒型測(cè)量頭具有相對(duì)較低的成本，對(duì)泄漏的反應(yīng)迅速并可連續(xù)探測(cè)，因此效益比較高。不同電化學(xué)氣體傳感器中所包含的不同成份決定了它可與相應(yīng)的毒氣發(fā)生反應(yīng)。
2.加伐尼電池型氣體傳感器由隔離膜、鉛電極（陽(yáng)）、電解液、白金電極（陰）組成一個(gè)加伐尼電池。
以氧傳感器為例，當(dāng)被測(cè)氣體通過(guò)聚四氟乙烯隔膜擴(kuò)散到達(dá)負(fù)極表面時(shí)，即可發(fā)生還原反應(yīng)。在白金陰電極上被還原成OH- 離子，陽(yáng)電極上鉛被氧化成氫氧化鉛，溶液中產(chǎn)生電流。
此時(shí)流過(guò)外電路的電流和透過(guò)聚四氟乙烯膜的氧的速度成比例，陰極上氧分壓幾乎為零，氧透過(guò)的速度和外部的氧分壓成比例。氧氣在通過(guò)電解質(zhì)時(shí)陰陽(yáng)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使陽(yáng)極金屬離子化，釋放出電子，產(chǎn)生電流。電流的大小與氧氣的多少成正比。
3.離子電極型氣體傳感器由電解液、固定參照電極和pH電極組成。
通過(guò)透氣膜使被測(cè)氣體和外界達(dá)到平衡，在電解液中達(dá)到化學(xué)平衡。被測(cè)氣體以CO2為例，根據(jù)質(zhì)量作用法則，HCO3的濃度一定和在設(shè)定的范圍內(nèi)H+濃度和CO2分壓成比例，根據(jù)pH值就能知道CO2的濃度。
適當(dāng)?shù)慕M合電解液和電極，可以檢測(cè)多種氣體。如NH3、SO2、NO2（pH電極）HCN（Ag電極）、鹵素（鹵化物電極）等傳感器已實(shí)用化。
?。?）紅外式
紅外式傳感器原理是通過(guò)一個(gè)紅外發(fā)生器產(chǎn)生紅外光，穿過(guò)充有樣氣的氣室，然后被各種氣體的專用接收器接收。根據(jù)利用不同元素對(duì)某個(gè)特定波長(zhǎng)的吸收原理制造。
紅外式傳感器在通常的應(yīng)用中是最精確的氣體技術(shù)，它具有良好的靈敏度和極低的誤報(bào)率。沒(méi)有消耗備件，因此后期維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他技術(shù)；在氣體泄漏和探測(cè)之間存在著顯著的時(shí)間滯后現(xiàn)象，但是價(jià)格昂貴。
由于紅外波長(zhǎng)的限制，它只適用于具有碳－氫鍵的碳?xì)浠衔铮荒芴綔y(cè)CS 2，H2，CO，NH3等氣體，而且像乙炔和苯這樣的碳?xì)浠衔镆膊荒芴綔y(cè)。因此相比于催化燃燒型傳感器，它更適用于具有長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔?。雖然其開(kāi)始投資價(jià)格昂貴，但總體價(jià)格要低于催化燃燒技術(shù)。
（6）光電離式
光電離傳感器利用紫外光電離氣體分子，并用于探測(cè)易揮發(fā)有機(jī)化合物。
PID氣體分析儀主要檢測(cè)特點(diǎn)是：
1.檢測(cè)響應(yīng)快速， PID的反應(yīng)一般為數(shù)秒，適合快速應(yīng)急檢測(cè)需要。PID是連續(xù)測(cè)量的，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)濃度連續(xù)測(cè)量。
2.檢測(cè)線性范圍寬，可以檢測(cè)4O0多種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs )和NH 、H S、AsH3、PH3、CI。、Br2及NO等無(wú)機(jī)有毒氣體。很多事故中的有害物質(zhì)都是VOC，因而對(duì)VOC檢測(cè)具有較高靈敏度和寬線性范圍的PID在應(yīng)急事故檢測(cè)中可有重要的用途。
3.體積小、重量輕，易攜至任何需要檢測(cè)的環(huán)境。內(nèi)置強(qiáng)力吸氣泵可以吸取人員不便到達(dá)地點(diǎn)的待測(cè)氣體(采樣管線可幾十米長(zhǎng))；
4.傳感器不會(huì)中毒：同大多數(shù)其它傳感器不同，PID不會(huì)被高濃度的待測(cè)物質(zhì)損壞(中毒)；它的恢復(fù)時(shí)間同它的反應(yīng)時(shí)間一樣僅為數(shù)秒鐘，可以隨時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)濃度進(jìn)行測(cè)量；
5.但PID不能檢測(cè)空氣的N2等非揮發(fā)性有機(jī)物。
?。?）化學(xué)紙帶式
化學(xué)紙帶技術(shù)是用經(jīng)過(guò)化學(xué)浸泡的紙帶去探測(cè)有毒氣體。這種方式非常像石蕊試紙遇到某種相應(yīng)的氣體時(shí)會(huì)改變顏色；紙帶機(jī)通過(guò)光電管測(cè)量，分析紙帶顏色的變化，并將其轉(zhuǎn)換成氣體濃度值。
化學(xué)紙帶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，作為顏色變化反應(yīng)的結(jié)果，紙帶機(jī)提供的是氣體泄漏的物理證據(jù)。它們也受干擾氣體的影響，但要比電化學(xué)型，固態(tài)金屬氧化物型的影響小，因此更具專一性。另外，化學(xué)紙帶技術(shù)比電化學(xué)型能探測(cè)更多種類的氣體。
值的一提的是，類似化學(xué)紙帶式探測(cè)，而無(wú)需使用紙帶機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)氣體探測(cè)方法包括氣體檢測(cè)管法與化學(xué)片檢測(cè)法兩種。這兩種氣體檢測(cè)方式不僅在價(jià)格上、儲(chǔ)存成本上更經(jīng)濟(jì)，在化學(xué)事故應(yīng)急救援時(shí)更是簡(jiǎn)便、快捷、可靠，遠(yuǎn)超于各種采用傳感器的氣體探測(cè)儀。
氣體檢測(cè)管法是一種常用的定量的現(xiàn)場(chǎng)快速簡(jiǎn)便檢測(cè)手段。氣體檢測(cè)管為填充顯色指示粉的兩端熔封的小玻璃管，管壁上標(biāo)有濃度刻度，指示粉為吸附有化學(xué)試劑的多孔固體細(xì)顆粒。每種化學(xué)試劑通常只對(duì)一種化合物或一組化合物有顯色特性。
使用時(shí)要按規(guī)定的采樣流速和采樣體積實(shí)施采樣，當(dāng)吸人空氣通過(guò)檢測(cè)管時(shí)，空氣中待測(cè)有毒氣體便和管內(nèi)的指示粉迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)顯示顏色。觀察指示劑變色柱長(zhǎng)度所示的刻度位置就可以讀出被測(cè)物的濃度值，得到半定量檢測(cè)結(jié)果。在已知有毒氣體化學(xué)物品名類別的情況下，采用相應(yīng)種類的檢測(cè)管檢測(cè)該有毒氣體在空氣中的濃度范圍，或用多種檢測(cè)管進(jìn)行試測(cè)。
化學(xué)片檢測(cè)法是現(xiàn)場(chǎng)快速簡(jiǎn)便檢測(cè)方法。經(jīng)化學(xué)特殊配方涂抹在透明片上固化，當(dāng)某種特定化學(xué)氣體與其接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，便顯示不同顏色。每種化學(xué)檢測(cè)片都有定量反應(yīng)值，當(dāng)大氣中化學(xué)品濃度未達(dá)到其設(shè)定值，不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)而改變顏色。
化學(xué)檢測(cè)片品種己達(dá)十種之多，而且有較好的檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確度，反應(yīng)非常敏感快速。光氣反應(yīng)濃度1ppm， 硫化氫5ppm，反應(yīng)時(shí)間幾十秒到幾秒之內(nèi)。非常適合應(yīng)急事件處置工作中不明氣體泄漏探測(cè)，快速鑒別有毒氣體。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)戒、洗消等工作，信任度大于其它各種傳感器式的氣體探測(cè)器?；瘜W(xué)檢測(cè)片只需佩戴于手上或腿上，無(wú)需電池、無(wú)需預(yù)熱；便可同時(shí)檢測(cè)十至二十種化學(xué)品?；瘜W(xué)檢測(cè)片補(bǔ)充片價(jià)格低廉，保存期一至兩年。
