Σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο GB7665-87, αισθητήρας είναι μια συσκευή ή όργανο που μπορεί να ανιχνεύσει μια καθορισμένη μετρούμενη ποσότητα και να τη μετατρέψει σε διαθέσιμο σήμα εξόδου. Οι αισθητήρες αερίων, ως ένας σημαντικός κλάδος, αναφέρονται ειδικά σε συσκευές που ανιχνεύουν συστατικά και συγκεντρώσεις αερίων. Η ταξινόμηση βασίζεται στον στόχο ανίχνευσης και είναι ανεξάρτητη από τη μέθοδο ανίχνευσης. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι αισθητήρες ροής αερίου δεν εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία, αλλά οι αναλυτές αερίων θερμικής αγωγιμότητας, λόγω της κύριας λειτουργίας τους ως ανίχνευση αερίων, εξακολουθούν να ανήκουν στους αισθητήρες αερίων.
Από τη δεκαετία του 1970, οι αισθητήρες αερίων έχουν εξελιχθεί σε ένα μεγάλο σύστημα στον τομέα των αισθητήρων, ανήκοντας στους χημικούς αισθητήρες. Επί του παρόντος, οι κύριοι αισθητήρες αερίων στην αγορά χωρίζονται σε 7 κατηγορίες, με τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά:
Η βασική αρχή είναι η αξιοποίηση του χαρακτηριστικού ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα των υλικών ημιαγωγών οξειδίου του μετάλλου αλλάζει με τα συστατικά αερίου του περιβάλλοντος σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ένα τυπικό παράδειγμα είναι ένας αισθητήρας αλκοόλης, ο οποίος παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας το χαρακτηριστικό ότι η αντίσταση του διοξειδίου του κασσιτέρου μειώνεται δραματικά όταν συναντά αλκοόλη.
Έχουν ευρύ φάσμα εφαρμογών, μπορούν να ανιχνεύσουν διάφορα αέρια όπως μεθάνιο, αλκοόλη και μονοξείδιο του άνθρακα, και είναι κατάλληλοι τόσο για πολιτική όσο και για βιομηχανική ανίχνευση. Το πλεονέκτημα είναι το χαμηλό κόστος. Τα μειονεκτήματα είναι η κακή σταθερότητα, η αδύναμη επιλεκτικότητα και οι ανακριβείς παράμετροι εξόδου, οι οποίες δεν είναι κατάλληλες για σενάρια μέτρησης υψηλής ακρίβειας.
Αυτός ο αισθητήρας εφευρέθηκε στην Ιαπωνία και οι κύριοι προμηθευτές είναι η Ιαπωνία, η Κίνα και η Νότια Κορέα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες δεν είναι ακόμη κυρίαρχες. Τα εγχώρια προϊόντα, λόγω πολιτικών και πληροφοριακών παραγόντων, έχουν κατώτερη απόδοση σε σύγκριση με την Ιαπωνία. Αναμένεται να επιτύχουν ανακαλύψεις μέσω της αγοράς και ιδιωτικών κεφαλαίων στο μέλλον.
Η βασική δομή είναι η παρασκευή ενός καταλυτικού στρώματος στην επιφάνεια ενός αντιστάτη πλατίνας, και εύφλεκτων αερίων στην επιφάνειά του μέσω καταλυτικής καύσης, προκαλώντας την αλλαγή της αντίστασης με τη συγκέντρωση, ανιχνεύοντας έτσι τη συγκέντρωση του αερίου.
Το πλεονέκτημα είναι η ακριβής μέτρηση, η γρήγορη απόκριση, η μεγάλη διάρκεια ζωής και η άμεση σχέση με τους κινδύνους έκρηξης στο περιβάλλον. Κυριαρχούν στον τομέα της ανίχνευσης ασφαλείας και ανιχνεύουν κυρίως εύφλεκτα αέρια.
Το μειονέκτημα είναι ότι δεν υπάρχει επιλεκτικότητα εντός του εύρους των εύφλεκτων αερίων, και υπάρχει κίνδυνος έκρηξης κατά την εργασία με σπινθήρα, και είναι επιρρεπείς σε δηλητηρίαση από οργανικά στοιχεία ατμών.
Εφευρέθηκε από το Ηνωμένο Βασίλειο, και οι κύριοι προμηθευτές είναι η Κίνα, η Ιαπωνία και το Ηνωμένο Βασίλειο. Η Κίνα είναι ο μεγαλύτερος χρήστης και έχει κατακτήσει την τεχνολογία παραγωγής, και είναι η κύρια βάση κατασκευής για αυτόν τον τύπο αισθητήρα.
Βασίζονται στο χαρακτηριστικό της θερμικής αγωγιμότητας των αερίων, μπορούν να διακρίνουν συστατικά αερίων με σημαντικές διαφορές θερμικής αγωγιμότητας, και ανήκουν σε παλιά προϊόντα. Χρησιμοποιούνται κυρίως για ανίχνευση υδρογόνου, διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου υψηλής συγκέντρωσης, και έχουν περιορισμένο εύρος εφαρμογής.
Υπάρχουν κατασκευαστές παγκοσμίως, και η ποιότητα των προϊόντων διαφέρει ελάχιστα, χωρίς σημαντικά τεχνικά εμπόδια.
Ανιχνεύουν μέσω της ηλεκτροχημικής δραστηριότητας εύφλεκτων και τοξικών αερίων. Χωρίζονται σε 4 τύπους:
Προσδιορίζουν τον τύπο και τη συγκέντρωση των αερίων ανιχνεύοντας τις χαρακτηριστικές κορυφές απορρόφησης υπερύθρων στο αέριο, και μικρογραφούνται μέσω τεχνολογίας MEMS, χωρίς μηχανικά εξαρτήματα και χωρίς συντήρηση.
Χρησιμοποιούνται κυρίως για ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου, και οι προμηθευτές συγκεντρώνονται στην Ευρώπη. Υπάρχει ακόμη ένα κενό σε αυτόν τον τομέα στην Κίνα.
Παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας το χαρακτηριστικό ότι το οξυγόνο μπορεί να έλκεται από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, ανιχνεύοντας μόνο οξυγόνο, με ισχυρή επιλεκτικότητα και ελάχιστη παρεμβολή.
Είναι ένα παλιό βιομηχανικό προϊόν, και υπάρχουν κατασκευαστές παγκοσμίως. Τα τελευταία χρόνια, έχει εξελιχθεί σταδιακά σε μια καθαρή μορφή αισθητήρα.
Οι ανιχνευτές PID είναι πιο κατάλληλοι για ταξινόμηση ως όργανα ανίχνευσης επειδή δεν μπορούν να συντηρηθούν χωρίς συντήρηση. Οι αισθητήρες οπτικών ινών έχουν αναπτυχθεί ραγδαία και έχουν μεγάλες δυνατότητες. Πρέπει να σημειωθεί ότι ορισμένοι έμποροι υπερβάλλουν στις επιδόσεις και συγχέουν τις ταξινομήσεις, κάτι που δεν είναι ευνοϊκό για την επιλογή των χρηστών.
