「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)融入生活的各個角落，它能分析用戶日常行為，增加用戶與周邊世界的互動方式。通過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。不僅僅對人們的身體健康來講有了一定的保障，還可以為了相關(guān)部門的研究提供一定的數(shù)據(jù)支持，用來推測可能發(fā)生的各種情況，給相關(guān)部門充分的時間進(jìn)行考慮以及提前做好各種應(yīng)對措施?？梢哉f，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，真的是帶來了便利性。

一氧化碳（CO）是一種無色無味的氣體，可與水混合生成氣態(tài)和液態(tài)兩種，對人體的危害極大。當(dāng)人體吸入 CO濃度過高時會導(dǎo)致頭痛、惡心嘔吐、頭暈甚至昏迷。它可以通過呼吸道進(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)會以氣態(tài)形式存在于血液中，如果血液中 CO含量超過10 mg/L即可發(fā)生中毒癥狀。當(dāng)人吸入過量的 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)過程中所排放出的高濃度一氧化碳污染已成為威脅人類健康和生命安全的重要因素。據(jù)統(tǒng)計，在世界上每100個人中就有1個死于一氧化碳中毒。

目前一氧化碳傳感器按檢測原理主要分為半導(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，其輸出端產(chǎn)生電流輸出，提供給報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，輸出電流也會成正比。電化學(xué)傳感器的原理是兩個電極浸泡在導(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。這個電極是電極(C);這兩個電極可以通過含有電阻的外部電路來測量其電阻兩端電壓的變化;因此，反應(yīng)是在氧氣存在時將一氧化碳轉(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。當(dāng)用一氧化碳探測器檢測一氧化碳時，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)體器敏元件的型號有關(guān)。

3.紅外原理

紅外原理是根據(jù)不同氣體對紅外線有選擇性吸收的原理設(shè)計的。探測器內(nèi)置兩個分析邊，共用一個氣室，交叉分析信號光譜，作為參考信號，同時需要測量氣體信號，通過數(shù)字邏輯電路減少，測量氣體信號變化，信號濃度變化為氣體濃度值，信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，增益放大，通過微機(jī)20段線性化數(shù)據(jù)，通過顯示屏顯示氣體準(zhǔn)確濃度。

4、催化燃燒原理

傳感器有一對催化燃燒式檢測元件其中一個元件對一氧化碳?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場景：

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)輸車道鉆水時，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)等部分地方實時監(jiān)測，氣體濃度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)危險值時報警。此時，一氧化碳傳感器正在使用。

2.家居場景

目前市場上熱水器種類繁多，消費(fèi)者在選擇上容易陷入困惑。同時，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髦校靡谎趸紓鞲衅鲗崿F(xiàn)熱水器內(nèi)外氣環(huán)境的實時監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)一氧化碳泄漏，立即發(fā)出聲光報警，并將報警信息發(fā)送到設(shè)定的手機(jī)。

3.智能停車場

隨著空氣污染問題的加劇，室內(nèi)空氣質(zhì)量越來越受到重視。地下停車場作為車輛密集的地下室內(nèi)場所，其空氣質(zhì)量也直接影響著人們的健康。

在智能停車場，當(dāng)汽車在停車場不熄火時，會產(chǎn)生大量有毒有害的一氧化碳?xì)怏w。一旦傳感器檢測到當(dāng)前一氧化碳含量超標(biāo)，通風(fēng)設(shè)備將自動打開，以確保停車場的通風(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

在國內(nèi)一些醫(yī)院的戒煙診所，醫(yī)生會對個別患者進(jìn)行一氧化碳測試。通過呼吸中的一氧化碳濃度，分析患者吸煙的程度和對煙草的依賴程度，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)的輸出信號的裝置。它通常與各種報警器和探測器一起使用，是核心監(jiān)測元件之一。

在實際應(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。