1964年，由Wickens和Hatman利用氣體在電極上的氧化還原反應(yīng)研制出了第一個(gè)氣敏傳感器,1982年英國Warwick大學(xué)的Persaud等提出了利用氣敏傳感器模擬動(dòng)物嗅覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，自此后氣體傳感器飛速發(fā)展，應(yīng)用于各種場合，比如氣體泄漏檢測，環(huán)境檢測等?，F(xiàn)在各國研究主要針對的是有毒性氣體和可燃燒性氣體，研究的主要方向是如何提高傳感器的敏感度和工作性能、惡劣環(huán)境中的工作時(shí)間以及降低成本和智能化等。

對CO氣體檢測的適用方法有比色法、半導(dǎo)體法、電化學(xué)氣體傳感器檢測法、紅外吸收探測法等。

比色法是根據(jù)CO氣體是還原性氣體，能使氧化物發(fā)生反應(yīng)，因而使化合物顏色改變，通過顏色變化來測定氣體的濃度，這種傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是沒有電功耗。

半導(dǎo)體CO傳感器是目前實(shí)際使用多的CO氣敏傳感器，通過溶膠—凝膠法獲得SnO2基材料，在基材料中摻雜金屬催化劑來測定氣體?，F(xiàn)國外有研究對SnO2基材料中摻雜Pt、Pd、Au等，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)傳感器工作在220οC時(shí)，在SnO2中摻雜2％的Pt時(shí)，傳感器對CO具有大的敏感度。其原理是利用待測氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化來檢測氣體的種類和濃度的。當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時(shí)，被吸附的分子首先在表面自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處時(shí)，如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放電子，而形成正離子吸附。如H2、CO、碳?xì)浠衔锏?，被稱為還原型氣體。當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上時(shí)，載流子增多，使半導(dǎo)體電阻值下降。從而接通電路，發(fā)出信號。

CO電化學(xué)氣體傳感器敏感電極如常用的金屬材料電化學(xué)電極有Pt、Au、W、Ag、Ir、Cu等過渡金屬元素，這類元素具有空余的d、f電子軌道和多余的d、f電子，可在氧化還原的過程中提供電子空位或電子，也可以形成絡(luò)合物，具有較強(qiáng)的催化能力。又研制了一種新型的CO電化學(xué)式氣體傳感器，即把多壁碳納米管自組裝到鉑微電極上，制備多壁碳納米管粉末微電極，以其為工作電極， Ag/AgCl為參比電極，Pt絲為對比電極，多孔聚四氟乙烯膜作為透氣膜制成傳感器，對CO具有顯著的電化學(xué)催化效應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間短，重復(fù)性好。

CO氣體傳感器與報(bào)警器配套使用，是報(bào)警器中的核心檢測元件，它是以定電位電解為基本原理。當(dāng)一氧化碳擴(kuò)散到氣體傳感器時(shí)，其輸出端產(chǎn)生電流輸出，提供給報(bào)警器中的采樣電路，起著將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的作用。當(dāng)氣體濃度發(fā)生變化時(shí)，氣體傳感器的輸出電流也隨之成正比變化，經(jīng)報(bào)警器的中間電路轉(zhuǎn)換放大輸出，以驅(qū)動(dòng)不同的執(zhí)行裝置，完成聲、光和電等檢測與報(bào)警功能，與相應(yīng)的控制裝置一同構(gòu)成了環(huán)境檢測或監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)一氧化碳?xì)怏w通過外殼上的氣孔經(jīng)透氣膜擴(kuò)散到工作電極表面上時(shí)，在工作電極的催化作用下，一氧化碳?xì)怏w在工作電極上發(fā)生氧化。

其化學(xué)反應(yīng)式為：? CO+H2O→CO2+2H++2e-

在工作電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H+離子和電子，通過電解液轉(zhuǎn)移到與工作電極保持一定間隔的對電極上，與水中的氧發(fā)生還原反應(yīng)。

其化學(xué)反應(yīng)式為：? 1/2O2+2H++2e-→H2O

因此，傳感器內(nèi)部就發(fā)生了氧化-還原的可逆反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：? 2CO+2O2→2CO2? 這個(gè)氧化-還原的可逆反應(yīng)在工作電極與對電極之間始終發(fā)生著，并在電極間產(chǎn)生電位差。是由于在兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)都會(huì)使電極極化，這使得極間電位難以維持恒定，因而也限制了對一氧化碳濃度可檢測的范圍。為了維持極間電位的恒定，我們加入了一個(gè)參比電極。在三電極電化學(xué)氣體傳感器中，其輸出端所反應(yīng)出的是參比電極和工作電極之間的電位變化,由于參比電極不參與氧化或還原反應(yīng)，因此，它可以使極間的電位維持恒定（即恒電位），此時(shí)電位的變化就同一氧化碳濃度的變化直接有關(guān)。當(dāng)氣體傳感器產(chǎn)生輸出電流時(shí)，其大小與氣體的濃度成正比。通過電極引出線用外部電路測量傳感器輸出電流的大小，便可檢測出一氧化碳的濃度，并且有很寬的線性測量范圍。這樣，在氣體傳感器上外接信號采集電路和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和輸出電路，就能夠?qū)σ谎趸細(xì)怏w實(shí)現(xiàn)檢測和監(jiān)控。

利用CO氣體近紅外吸收機(jī)理，研究了一種光譜吸收型光纖CO氣體傳感器，該儀器檢測靈敏度可達(dá)到0.2*10-6。另一種光學(xué)型傳感器是用溶膠—凝膠鹽酸催化法和超聲制得SiO2 薄膜，將薄膜浸入氯化鈀、氯化銅混合溶液，勻速提拉，干燥后制得敏感膜，利用鈀鹽與CO反應(yīng)，生成鈀單質(zhì)，引起吸光度變化。

現(xiàn)知國外有研究，采用超頻率音響增強(qiáng)電鍍鐵酸鹽方法獲得磁敏感膜，磁飽和度和矯頑磁力決定對氣體的響應(yīng)敏感度。當(dāng)溫度加熱到85οC時(shí)，得到大響應(yīng)，檢測范圍333ppm～5000ppm。

深圳市工采網(wǎng)有限公司提供電化學(xué)原理的CO傳感器TGS5042，該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于：家用、商用CO檢測儀，室內(nèi)停車場通風(fēng)控制，火災(zāi)報(bào)警器

TGS5042的特點(diǎn)：
* 可電池驅(qū)動(dòng)
* 對一氧化碳選擇性/重復(fù)性高
* 對一氧化碳具有很高的線性輸出特性
* 免標(biāo)定
* 使用壽命長，達(dá)到7年
* 取得UL認(rèn)證
* 滿足UL2034， EN50291與RoHS的要求

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