「科普」一氧化碳傳感器在生活中的作用有哪些？

一氧化碳傳感器現(xiàn)如今已經(jīng)融入生活的各個(gè)角落，它能分析用戶日常行為，增加用戶與周邊世界的互動(dòng)方式。通過(guò)一些常用的智能傳感器，可以大大提升生活的便捷性與安全性。不僅僅對(duì)人們的身體健康來(lái)講有了一定的保障，還可以為了相關(guān)部門(mén)的研究提供一定的數(shù)據(jù)支持，用來(lái)推測(cè)可能發(fā)生的各種情況，給相關(guān)部門(mén)充分的時(shí)間進(jìn)行考慮以及提前做好各種應(yīng)對(duì)措施?？梢哉f(shuō)，一氧化碳傳感器在我們生活的方方面面起到了不可以缺少的作用，真的是帶來(lái)了便利性。

一氧化碳（CO）是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，可與水混合生成氣態(tài)和液態(tài)兩種，對(duì)人體的危害極大。當(dāng)人體吸入 CO濃度過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致頭痛、惡心嘔吐、頭暈甚至昏迷。它可以通過(guò)呼吸道進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合成為碳氧血紅蛋白，進(jìn)入血循環(huán)與氧結(jié)合后形成一氧化碳（CO）。

一氧化碳可由外界吸入和呼吸作用而產(chǎn)生。一氧化碳在人體內(nèi)會(huì)以氣態(tài)形式存在于血液中，如果血液中 CO含量超過(guò)10 mg/L即可發(fā)生中毒癥狀。當(dāng)人吸入過(guò)量的 CO后可引起支氣管痙攣、肺水腫，嚴(yán)重者可因呼吸困難而死亡。隨著人們生活水平的提高和工業(yè)化程度的不斷加深，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所排放出的高濃度一氧化碳污染已成為威脅人類(lèi)健康和生命安全的重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在世界上每100個(gè)人中就有1個(gè)死于一氧化碳中毒。

目前一氧化碳傳感器按檢測(cè)原理主要分為半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、紅外型與催化燃燒型，其主要工作原理分析如下：

1.電化學(xué)原理

當(dāng)一氧化碳擴(kuò)散到傳感器時(shí)，其輸出端產(chǎn)生電流輸出，提供給報(bào)警器的取樣電路將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)氣體濃度發(fā)生變化時(shí)，輸出電流也會(huì)成正比。電化學(xué)傳感器的原理是兩個(gè)電極浸泡在導(dǎo)電溶液(電解質(zhì))中，一氧化碳分子和水分子在其中一個(gè)電極上反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為二氧化碳，產(chǎn)生氫離子和電子，即工作電極(W);變化的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極，與電極上的氧氣發(fā)生反應(yīng)，重新產(chǎn)生水分子。這個(gè)電極是電極(C);這兩個(gè)電極可以通過(guò)含有電阻的外部電路來(lái)測(cè)量其電阻兩端電壓的變化;因此，反應(yīng)是在氧氣存在時(shí)將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳。電化學(xué)原理一氧化碳傳感器主要用于工業(yè)或精度要求較高的地方，檢測(cè)精度較高。

2.半導(dǎo)體原理

半導(dǎo)體原理是指用半導(dǎo)體器敏元件進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)用一氧化碳探測(cè)器檢測(cè)一氧化碳時(shí)，半導(dǎo)體電阻變小(半導(dǎo)體N型元件)，主要是由于元件中載流子電子的增加，顯示的濃度和比例關(guān)系與半導(dǎo)體器敏元件的型號(hào)有關(guān)。

3.紅外原理

紅外原理是根據(jù)不同氣體對(duì)紅外線有選擇性吸收的原理設(shè)計(jì)的。探測(cè)器內(nèi)置兩個(gè)分析邊，共用一個(gè)氣室，交叉分析信號(hào)光譜，作為參考信號(hào)，同時(shí)需要測(cè)量氣體信號(hào)，通過(guò)數(shù)字邏輯電路減少，測(cè)量氣體信號(hào)變化，信號(hào)濃度變化為氣體濃度值，信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，增益放大，通過(guò)微機(jī)20段線性化數(shù)據(jù)，通過(guò)顯示屏顯示氣體準(zhǔn)確濃度。

4、催化燃燒原理

傳感器有一對(duì)催化燃燒式檢測(cè)元件其中一個(gè)元件對(duì)一氧化碳?xì)怏w非常敏感該元件上涂有多層催化劑另一個(gè)元件不敏感用于補(bǔ)償環(huán)境溫度變化。

一氧化碳傳感器常用于以下四個(gè)場(chǎng)景：

1.煤礦區(qū)

一氧化碳濃度是煤礦自燃火災(zāi)的重要標(biāo)志之一。煤礦在運(yùn)輸車(chē)道鉆水時(shí)，干鉆導(dǎo)致鉆孔燃燒，大量一氧化碳涌出，容易發(fā)生一氧化碳中毒事故，導(dǎo)致中毒死亡。

為此，我國(guó)煤礦安全規(guī)定明確要求一氧化碳?xì)怏w濃度在大巷、回風(fēng)巷、采煤工作面、掘進(jìn)工作面、采空區(qū)等部分地方實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，氣體濃度達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)危險(xiǎn)值時(shí)報(bào)警。此時(shí)，一氧化碳傳感器正在使用。

2.家居場(chǎng)景

目前市場(chǎng)上熱水器種類(lèi)繁多，消費(fèi)者在選擇上容易陷入困惑。同時(shí)，由于選擇不當(dāng)造成的一氧化碳泄漏也困擾著消費(fèi)者。

在智能安全燃?xì)鉄崴髦?，利用一氧化碳傳感器?shí)現(xiàn)熱水器內(nèi)外氣環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)一氧化碳泄漏，立即發(fā)出聲光報(bào)警，并將報(bào)警信息發(fā)送到設(shè)定的手機(jī)。

3.智能停車(chē)場(chǎng)

隨著空氣污染問(wèn)題的加劇，室內(nèi)空氣質(zhì)量越來(lái)越受到重視。地下停車(chē)場(chǎng)作為車(chē)輛密集的地下室內(nèi)場(chǎng)所，其空氣質(zhì)量也直接影響著人們的健康。

在智能停車(chē)場(chǎng)，當(dāng)汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)不熄火時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的一氧化碳?xì)怏w。一旦傳感器檢測(cè)到當(dāng)前一氧化碳含量超標(biāo)，通風(fēng)設(shè)備將自動(dòng)打開(kāi)，以確保停車(chē)場(chǎng)的通風(fēng)和人員安全。

一氧化碳傳感器在戒煙預(yù)防保健領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

4.醫(yī)院

在國(guó)內(nèi)一些醫(yī)院的戒煙診所，醫(yī)生會(huì)對(duì)個(gè)別患者進(jìn)行一氧化碳測(cè)試。通過(guò)呼吸中的一氧化碳濃度，分析患者吸煙的程度和對(duì)煙草的依賴(lài)程度，使戒煙者更直觀地了解自己的健康狀況。

一氧化碳傳感器是一種化學(xué)傳感器，是一種將空氣中的一氧化碳濃度變量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào)的裝置。它通常與各種報(bào)警器和探測(cè)器一起使用，是核心監(jiān)測(cè)元件之一。

在實(shí)際應(yīng)用中，電化學(xué)傳感器是各種便攜式分析儀的首選，不僅是一氧化碳傳感器、二氧化硫、氨、硫化氫等氣體也適用于電化學(xué)傳感器的檢測(cè)。