W jednym artykule - o klasyfikacji i zasadach działania czujników gazów 

1. Katalityczny czujnik spalania

Katalityczny czujnik spalania jest obecnie najpopularniejszym i niedrogim czujnikiem gazów palnych. Wewnątrz znajduje się para małych „kulek” wykonanych ze spirali z platynowego drutu pokrytego ceramiczną podstawą. Jednym z nich jest czuła „kulka”, będąca elementem wykrywającym; jego powierzchnia pokryta jest warstwą katalizatora, który reaguje ze wszystkimi obecnymi gazami palnymi. Drugi to obojętna „kula”, która nie reaguje z żadnym gazem i służy jedynie jako element kompensujący zmiany temperatury zewnętrznej lub wilgotności.

Podczas normalnej pracy spirala drutu platynowego nagrzewa się prądem elektrycznym do wysokiej temperatury 450°C–500°C. W przypadku kontaktu z palnym gazem na powierzchni elementu detekcyjnego zachodzi katalityczna reakcja spalania, wzrasta temperatura i odpowiednio wzrasta rezystancja znajdującego się wewnątrz platynowego drutu. Za pomocą mostka Wheatstone'a można dokładnie zmierzyć zmianę rezystancji elementu detekcyjnego i w ten sposób obliczyć stężenie wykrytego gazu.

2. Półprzewodnikowy czujnik gazu

Półprzewodnikowy czujnik gazu jest często używany do wykrywania gazów palnych i toksycznych w niskich stężeniach. Jego elementem wykrywającym gaz jest warstwa tlenku metalu osadzona na płytce krzemowej. Kiedy wykryty gaz wchodzi w kontakt z tlenkiem metalu, gaz ulega adsorbcji na jego powierzchni, powodując zmianę rezystancji tlenku metalu, a ta zmiana rezystancji wiąże się ze zmianą stężenia gazu. Zazwyczaj powierzchnię czujnika półprzewodnikowego podgrzewa się do stałej temperatury w zakresie od 200°C do 250°C, aby zwiększyć szybkość reakcji i zmniejszyć wpływ zmian temperatury otoczenia.

3. Czujnik gazu na podczerwień

Czujnik gazu na podczerwień służy głównie do wykrywania gazów palnych i dwutlenku węgla. W porównaniu z katalitycznym czujnikiem spalania ma zalety lepszej stabilności, wysokiej dokładności, wysokiej odporności na zakłócenia, braku zatruć, nadaje się do trudnych warunków pracy, niskich kosztów konserwacji i długiej żywotności. Jest powszechnie uważany za wysokiej klasy produkt do wykrywania gazów palnych. Ze względu na cenę jego zastosowanie nie jest tak powszechne jak czujnika spalania katalitycznego, jednakże wraz z ciągłym postępem i udoskonalaniem technologii produkcji czujników podczerwieni różnica cenowa pomiędzy nimi maleje. Obecnym trendem jest stopniowe zastępowanie katalitycznych czujników spalania czujnikami gazów na podczerwień i szybkie unowocześnianie produktów. Powszechnie stosowane czujniki gazu na podczerwień występują w dwóch typach: punktowym i z otwartym kanałem optycznym.

Punktowy czujnik gazu na podczerwień składa się ze źródła podczerwieni, optycznej soczewki ogniskującej, celi do pobierania próbek gazu i czujnika piroelektrycznego. Kiedy światło podczerwone emitowane przez źródło podczerwieni przechodzi przez kuwetę do pobierania próbek gazu, promienie podczerwone o określonej długości fali są pochłaniane przez gaz detekcyjny w kuwecie. Porównując intensywność zaabsorbowanego światła podczerwonego z intensywnością referencyjnego światła podczerwonego, można uzyskać stężenie wykrytego gazu.

Czujnik gazu na podczerwień z otwartym kanałem optycznym składa się z modułu nadawczego i odbiorczego i należy go instalować parami. Moduł nadawczy wysyła wiązkę podczerwieni do modułu odbiorczego. W obecności wykrytego gazu promienie podczerwone o określonej długości fali w wiązce światła są pochłaniane przez gaz. Porównując natężenie zaabsorbowanego światła podczerwonego w module odbiorczym z natężeniem wzorcowego światła podczerwonego, można określić stężenie wykrytego gazu. Jednostką miary detektora gazu na podczerwień z otwartą ścieżką optyczną jest LEL m, który stanowi całkowite stężenie gazu w ścieżce optycznej pomnożone przez odległość.

4. Czujnik fotojonizacji gazu

Czujnik gazu fotojonizacyjnego jest w stanie wykryć stężenia lotnych związków organicznych i innych toksycznych gazów na bardzo niskich poziomach (stężenia części na milion, a nawet części na miliard). Czujnik gazu fotojonizacyjnego wykorzystuje zasadę jonizacji gazu za pomocą światła do wykrywania gazów. Wykorzystuje źródło światła ultrafioletowego do rozkładania materii organicznej na jony dodatnie i ujemne wykrywane przez urządzenie. Detektor rejestruje ładunek zjonizowanego gazu i przetwarza go na sygnał prądowy. Po wzmocnieniu i przetworzeniu prądu wyświetlana jest wartość stężenia gazu w częściach na milion. Po wykryciu jony są redukowane z powrotem do pierwotnego gazu lub pary. Czujnik fotojonizacyjny jest czujnikiem nieniszczącym, nie „spala” i nie zmienia wykrytego gazu przez długi czas, dzięki czemu gaz po wykryciu przez czujnik fotojonizacyjny może zostać zebrany do dalszych pomiarów.

5.Elektrochemiczny czujnik gazu

Elektrochemiczny czujnik gazów zajmuje niezastąpione miejsce w detekcji gazów toksycznych i szkodliwych. Elektrochemiczny czujnik gazu składa się z elektrolitu, elektrod i filtra. Dzięki doborowi odpowiedniego napięcia, elektrolitu i materiałów elektrody wykryty gaz reaguje chemicznie na powierzchni elektrody i generuje mikroprąd, którego wielkość jest proporcjonalna do stężenia gazu. Analizując i przetwarzając ten prąd, można uzyskać stężenie wykrytego gazu.