气体传感器的分类维度多样，以下是基于不同标准的主要分类方式：
一、基于检测/工作原理 (最常用的分类)
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半导体型气体传感器：
- 工作原理： 利用目标气体吸附在半导体氧化物（如SnO₂、ZnO、WO₃等）表面，引起其电阻率变化。通常需要加热到高温。
- 特点： 成本低、寿命长、灵敏度较高（尤其对还原性气体）。但选择性较差、易受温湿度干扰、功耗相对较高。
- 应用： 易燃易爆气体（甲烷、丙烷、氢气）、一氧化碳、酒精、甲醛等探测。
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电化学型气体传感器：
- 工作原理： 目标气体与传感器内部的电解质溶液发生氧化或还原反应，产生与气体浓度成比例的电流或电压信号。
- 特点： 选择性较好、灵敏度高、响应较快、线性范围宽。某些传感器寿命有限（通常2-3年）。
- 应用： 有毒气体（如一氧化碳CO、硫化氢H₂S、二氧化硫SO₂、氮氧化物NOx、氯气Cl₂、氨气NH₃）、氧气O₂等。广泛用于工业安全、环保监测。
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催化燃烧型气体传感器：
- 工作原理： 目标气体（主要是可燃气体）在催化元件（如铂丝）表面无焰燃烧，导致元件温度升高、电阻值增大，测量电阻变化可知气体浓度。
- 特点： 对可燃性气体响应灵敏、线性输出、精度较高、寿命较长。需要氧气存在、可能中毒（被硅、铅、硫等抑制活性）、只适用于爆炸下限以下浓度。
- 应用： 可燃气体（甲烷、天然气、液化石油气、氢气等）的泄漏检测（如家用燃气报警器、工业安全）。
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红外光学型气体传感器：
- 工作原理： 利用不同气体在特定红外波长处有独特的吸收峰。通过测量特定波长的红外光在穿过气体后的衰减程度来确定气体浓度。
- 特点： 非接触式测量、选择性好（不易受其他气体干扰）、精度高、稳定性好、寿命长。可测量多种气体、不易中毒。成本通常较高，可能受粉尘、水汽干扰。
- 应用： 二氧化碳CO₂、甲烷CH₄、一氧化碳CO、烃类气体、制冷剂、SF6等。常用于环保、过程控制、暖通空调（HVAC）。
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光离子化检测器：
- 工作原理： 使用高能紫外灯照射气体分子，将其电离成正负离子，通过测量电离电流确定气体浓度。
- 特点： 灵敏度极高（ppb级）、响应快、可测挥发性有机化合物。
- 应用： 工业卫生监测、环境应急响应（VOCs检测）。
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金属氧化物半导体：
- 工作原理： 是半导体型的一种子类，特指基于金属氧化物材料（如SnO₂）且在室温下工作的新型传感器（通常也需加热，但技术发展可实现部分气体室温工作）。
- 特点： 相较于传统半导体型，可能功耗更低或集成度更高。
- 应用： 正在发展中，用于低功耗便携设备检测VOC、甲醛等。
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催化珠型：
- 工作原理： 类似于催化燃烧型，通常由贵金属催化元件组成催化珠。
- 特点/应用： 是催化燃烧传感器的一种主要实现形式。
二、基于检测对象
- 可燃气体传感器： 主要用于探测易燃气体的泄漏，防止爆炸。如催化燃烧型、红外型、热导型（通过测气体热导率变化）、半导体型（部分）。
- 有毒气体传感器： 用于检测对人体有害的气体，关注健康和安全。如电化学型、PID、半导体型（部分）。
- 氧气传感器： 专门检测氧气浓度。主要是电化学型（伽伐尼电池原理）、也有顺磁型（利用氧气的磁性）。
- 二氧化碳传感器： 主要采用红外型。
- 挥发性有机化合物传感器： PID是主要方式，半导体型、电化学型也有应用。
三、基于输出信号类型
- 模拟输出传感器： 输出连续变化的电压或电流信号（如0-5V，4-20mA），需要外部电路处理。
- 数字输出传感器： 内置微处理器，输出数字信号（如UART， I2C， SPI），通常带有自诊断、温度补偿等功能，易于集成到数字系统中。
四、基于工作方式（与环境的关系）
- 接触式传感器： 传感器探头必须与待测气体直接接触以发生反应或测量。前述大部分类型（半导体、电化学、催化燃烧）属于此类。
- 非接触式/开放光路式传感器： 主要利用光学原理（红外、紫外），传感器本身不与气体接触，通过发射光束穿过气体空间进行测量。如开放光路红外气体分析仪。
五、基于应用环境与等级
- 工业气体传感器： 高防护等级（IP65+）、抗干扰、耐恶劣环境、符合严格安全认证（如ATEX）。
- 民用/家用气体传感器： 成本敏感、体积小巧、功耗低（特别是电池供电）。
- 汽车用气体传感器： 耐高温高压、高可靠性、长寿命、符合车规要求（如AEC-Q100）。如氧传感器（O₂ sensor）用于尾气控制。
- 医疗用气体传感器： 高精度、高稳定性、生物兼容性要求。如麻醉气体传感器、呼吸气体分析。
- 环境监测气体传感器： 稳定性好、低功耗（用于无人值守站）、宽量程。
六、基于结构（部分类型）
- 分离式/独立探头： 传感器探头可以安装在测量点，通过线缆连接到变送器/主机。
- 一体式/集成式： 探头和信号处理电路集成在一个外壳内，直接输出标准信号或显示浓度。
总结表：
| 分类依据 | 主要类型 |
|---|---|
| 检测原理（最常用） | 半导体型、电化学型、催化燃烧型、红外光学型（IR）、光离子化（PID）、金属氧化物半导体（MOS）、催化珠型、热导型（TCD） |
| 检测对象 | 可燃气体传感器、有毒气体传感器、氧气传感器（O₂）、二氧化碳传感器（CO₂）、VOCs传感器 |
| 输出信号 | 模拟输出传感器（电压/电流）、数字输出传感器（串行接口 UART/I2C/SPI等） |
| 工作方式 | 接触式传感器、非接触式/开放光路式传感器 |
| 应用环境/等级 | 工业级、民用/家用、汽车级、医疗级、环境监测级 |
| 结构 | 分离式（探头）、一体式/集成式 |
选择哪种传感器取决于具体的应用场景、目标气体、所需精度、响应时间、寿命、成本、环境条件（温度、湿度、粉尘、压力）、功耗要求等多种因素。了解不同原理的优缺点和应用范围是选型的关键。
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