氨氣檢（jiǎn）測儀（yí）的工作原理是什麽？

氨氣檢測儀（yí）的工作原理是圍繞檢測空氣中氨氣濃度來展開的（de），適用於工業、農業、實驗室及公共安全等多（duō）個領域（yù）。氨氣(NH₃)是一種具有強烈刺激性氣味的無色氣體，在高濃度下具有毒性，對人體呼吸道、眼睛和（hé）皮膚有強烈（liè）刺激作用。因此（cǐ），在涉及氨氣（qì）使用、生（shēng）產（chǎn）或（huò）儲（chǔ）存的（de）場所，配置氨（ān）氣檢測儀是保障人員安全、預防事故的重要手段。

本文將從（cóng）氨氣的性質入手，詳細（xì）介紹氨氣檢測儀的工作原理、主要類型、組成結構、技術原理詳解，並探討其（qí）在實際應用中的優勢與局限性，旨在為用戶（hù）提供（gòng）係統（tǒng）、全麵的參考信息。

一、氨氣的基（jī）本性質

氨（ān）氣是一種（zhǒng）含氮（dàn）的無機化合物，化學式為 NH₃，分子量為 17.03.是工業（yè）、農業和醫療等（děng）行（háng）業中重（chóng）要的化學物質之一。

氨氣的特點如下：

氣味強（qiáng）烈刺鼻（bí），極易識別

易溶於水，形成氨水

密度比空氣小，容易（yì）上升

在一定濃度下具有毒性和腐蝕性

屬（shǔ）於（yú）有害（hài）有毒氣體，超過35 ppm 會對人體造成傷害

因此，監測（cè）氨氣濃度不僅對保障員工生命安全至關重要，而且（qiě）有助於優化生產過程、及時預警泄漏事（shì）故。

二、氨氣檢測儀的工作原理概述

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

電化學式（shì）原理

紅外光譜吸收原理

半導體式原理

光（guāng）離子化檢測(PID)原理

光聲光（guāng）譜法(PAS)

在實際應用中，常（cháng）見的為電化學式傳感器和半導體式傳感器，部分高精度場（chǎng）合使用紅外或光譜類技術（shù）。

三、氨氣檢測儀的主要類型與原（yuán）理詳（xiáng）解

1. 電化學式氨氣檢測儀(Electrochemical Type)

工作原理：

電化學（xué）式傳（chuán）感器內包含一個（gè）由電（diàn）解液浸泡的（de）三電（diàn）極係統（tǒng）：工作電極、參（cān）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（biǎo）麵發生氧化還原反應，生成微弱電流。該（gāi）電流與（yǔ）氨氣濃度呈線性關係，由儀器檢測並轉換為數值顯示。

化學反應示例：

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

優點：

高（gāo）靈敏度，響應迅速

選擇性強，能準確識別NH₃

線性輸出，便於數據處理

能耗低，適用於便攜設備

缺點：

使用壽命有（yǒu）限(一般1–2年（nián）)

對溫濕度敏感，需要補償

在高濃度下可能中毒或損壞

2. 半導體式氨（ān）氣檢測儀(Semiconductor Type)

工作原理：

該類型傳（chuán）感器（qì）采用金屬氧化（huà）物半導體材料(如SnO₂、ZnO、WO₃)製成。氨氣接觸（chù）到（dào）傳感器表麵後，會與吸附（fù）的（de）氧分子發生（shēng）反應，釋放電（diàn）子，導致半（bàn）導體導電性（xìng）改變。通過（guò）測量電阻的變化，即可反推出氨（ān）氣濃度。

反應機理：

NH₃ + O⁻ (吸附氧) → NO + H₂O + e⁻

優點：

成本低廉（lián）

可（kě）檢測多種（zhǒng）氣體(不僅限NH₃)

響應（yīng）時間短（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（yào）加熱至高溫(功耗較高)

3. 紅外光（guāng）譜吸收法(Infrared Absorption)

工作原（yuán）理（lǐ）：

紅外氨氣檢測儀利（lì）用NH₃分子對（duì）特定波長紅外（wài）光的吸收特性。當（dāng）紅外光穿過含有氨氣的氣體樣本時，氨氣分子（zǐ）吸收部分光能，導致接收端（duān）信號（hào）減（jiǎn）弱。儀器通過測量光強變化，計算出（chū）氨氣（qì）濃度。

優（yōu）點：

精度（dù）高（gāo），抗（kàng）幹擾能力強

使用壽命長(無電化學耗材（cái）)

可用於高溫高濕環境

缺點：

體積大，成本高

對維護、標定要求較高

響應（yīng）時間較（jiào）慢

4. 光（guāng）離子化檢測法(PID)

原理：

使用（yòng）紫外光(通常為10.6 eV)將氨氣分子電離，生（shēng）成離（lí）子和（hé）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（néng）檢測極低濃度氨氣

缺點（diǎn）：

對操作要求高

維護複雜，成本高

四、氨氣檢測儀（yí）的組成（chéng）結構

一台典（diǎn）型的氨氣檢測儀主要由以下幾個核心部分組成（chéng）：

部件    功能說明

氣體傳感器    檢測氨氣並將其轉換為電信號

信號處理模塊    放（fàng）大、濾（lǜ）波、轉換原始信號

微處理器(MCU)    運算、分析、控製報警（jǐng）、通訊等功能

顯（xiǎn）示模塊    顯示濃度值、電池、電量、報（bào）警信息等

電源模塊    為設備供電，通常為電池或充電電池

報警係統    提供聲光或振動報警提醒用戶

殼體/外（wài）殼    提供機械保護、防水、防爆、防塵功（gōng）能

五、檢測儀（yí）的（de）分類方式

按安裝方式分（fèn）類：

固定式氨氣檢測儀：安裝在工業現場、倉庫、管道（dào）旁邊，用於持續監控，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（xié）帶，適合巡檢、應急檢測（cè）。

在線式檢測係統：用（yòng）於遠程監控（kòng）、聯（lián）網報警、數據記錄。

按量程範圍分類：

ppm級別檢測儀：適用於（yú）人員健康監測，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（nóng）度(%級)檢測（cè）儀：用於氨儲罐、氨合成反應中監控（kòng）。