氨氣檢測儀的工作原理是什麽？

氨氣檢測儀的工作原理是（shì）圍（wéi）繞檢測空氣中氨氣濃度來展開的，適用（yòng）於工業、農業、實驗室及公共安全等多個（gè）領域。氨氣（qì）(NH₃)是一種具（jù）有（yǒu）強烈刺激性氣味的無色氣體（tǐ），在高濃度下具有毒（dú）性，對人體呼吸道、眼睛和皮膚（fū）有強烈刺激作用。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（bǎo）障人員安全、預防事故的重要手段。

本（běn）文將從氨氣的性質入手，詳細（xì）介紹氨（ān）氣檢測儀的工作原理、主要（yào）類型、組成結（jié）構、技術（shù）原理詳（xiáng）解，並探討其在實際應用中的優勢與局限（xiàn）性，旨在為用戶提供係統、全（quán）麵的（de）參考信息。

一、氨氣的基本（běn）性質

氨氣是一種（zhǒng）含氮的無機化合物，化學式為（wéi） NH₃，分子量為 17.03.是（shì）工業、農業和醫（yī）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（yì）溶於水，形成氨水

密度比空氣小，容易上升

在一定濃度下具有毒性和腐蝕性（xìng）

屬於（yú）有害有毒（dú）氣體，超過35 ppm 會對人體造成（chéng）傷害（hài）

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），而且有助於優（yōu）化生產過程、及時預警泄漏事故。

二、氨氣（qì）檢測儀的工（gōng）作原理概述

氨氣檢測儀通（tōng）過感應氣體分子與特定傳感器表麵發生物（wù）理或化學反應，從而實現（xiàn）氨氣濃度（dù）的檢測和定（dìng）量。工作原理主要基於（yú）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（lǐ）

光離子化檢測(PID)原理

光聲（shēng）光（guāng）譜法(PAS)

在實際應用中，常見的為電化學式傳感器和半導體式傳感器，部分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)

工作原（yuán）理：

電化學（xué）式傳感器內包含一個由電解液浸泡的三電極（jí）係統：工作電極、參比電極和輔助電極。當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（hái）原反應，生成微弱電流。該電流與氨（ān）氣濃度呈線性關係，由儀器檢測（cè）並轉換為數值（zhí）顯示。

化學反應示（shì）例：

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

優點：

高靈敏度，響應迅速

選擇（zé）性強，能準確識別NH₃

線（xiàn）性輸出，便於數據處理

能耗低，適用於便攜設備

缺點：

使用（yòng）壽命（mìng）有限(一般1–2年)

對溫濕度（dù）敏感，需要補償

在高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨氣檢測（cè）儀(Semiconductor Type)

工作（zuò）原理：

該類型（xíng）傳感器采用金屬氧（yǎng）化物半導體材料(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，釋放電子，導致半導體導電性（xìng）改變。通（tōng）過測量電阻的變化，即（jí）可（kě）反推出氨氣濃度（dù）。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附（fù）氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉

可檢測多種氣體(不僅限（xiàn）NH₃)

響（xiǎng）應時間（jiān）短（duǎn）

缺點：

易受其他氣體幹擾(選擇性差)

靈敏度隨時間下降

需要加（jiā）熱至高溫(功耗（hào）較高)

3. 紅外光譜吸收法(Infrared Absorption)

工作（zuò）原理：

紅外氨氣檢測儀利用NH₃分子對特定波長紅外光的吸（xī）收（shōu）特（tè）性。當紅外光穿過含有氨氣（qì）的氣體樣本時，氨（ān）氣（qì）分子（zǐ）吸收部（bù）分光能，導致接收端信（xìn）號減弱。儀器通過測（cè）量光強變化，計算出氨氣濃度。

優點：

精度高，抗幹（gàn）擾能（néng）力強

使（shǐ）用壽命長(無電化學耗（hào）材)

可用於高溫高濕環境

缺（quē）點：

體積大，成本高

對維護、標定要求較高

響應時間較慢（màn）

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，生成離子和電子。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：

對操作要求高

維護複雜，成本高

四（sì）、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分組成：

部件    功能說明

氣體傳感（gǎn）器    檢測氨（ān）氣並將其（qí）轉換為電信號

信號處理模塊    放大、濾波、轉（zhuǎn）換原始信號

微處理器(MCU)    運（yùn）算、分析、控製（zhì）報警、通訊等功能

顯示模塊    顯示濃度值（zhí）、電池、電量、報警信息等

電源模塊    為設備供電，通（tōng）常（cháng）為電池或充電電池

報警係（xì）統    提供聲（shēng）光或振動報警提醒用戶

殼體/外殼    提供機械保護、防水（shuǐ）、防爆、防塵功能（néng）

五（wǔ）、檢測儀的分類方式

按安裝方（fāng）式分類（lèi）：

固定式氨氣檢測儀：安裝在工業現場、倉庫、管道旁（páng）邊，用（yòng）於持續監控（kòng），接入控製係統。

便攜（xié）式氨氣檢測儀：輕便（biàn）小巧（qiǎo），便於工作人員隨身攜帶，適合（hé）巡檢、應急檢測。

在線（xiàn）式檢測係統（tǒng）：用於遠程監控（kòng）、聯網報警、數據記錄。

按量（liàng）程範圍分類：

ppm級別檢測儀：適用於（yú）人員健康（kāng）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。

高濃度(%級)檢測儀：用於氨儲（chǔ）罐、氨合成反應中監控。