酒精测验仪的中心部件正是一种能够精确测定酒精成份和浓度的气体传感器，执法人员正是经过它测出驾驭都呼出的气体中是否含有酒精成份以及含有酒精的多少，作为判别对方是否涉嫌酒驾或醉驾的依据。
气体传感器的界说
所谓气体传感器，是指用于勘探在必定区域规模内是否存在特定气体和/或能接连丈量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于勘探可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。
在电力工业等出产制作范畴，也常用气体传感器定量丈量烟气中各组分的浓度， 以判别焚烧情况和有害气体的排放量等。在大气环境监测范畴，选用气体传感器断定环境污染情况，更是非常遍及。
气体传感器的相关前史
20世纪初榜首只半导体传感器诞生于英国，并一直在欧洲开展和运用，直到20世纪50年代半导体传感技能才流传到日本，费加罗技研的创始人田口尚义在1968年5月首先发明晰半导体式气体传感器。
它能够用简略的回路检测出低浓度的可燃性气体和复原性气体，一起将这个半导体式气体传感器命名为TGS（Taguchi Gas Sensor）内置在气体走漏报警器中，日本和海外的许多家庭和工厂都设置了这些报警器，用于检测液化气等气体的走漏，进而把这项技能推动到了高峰。
而欧洲人在发现了半导体传感器的种种缺乏后开端研讨催化传感器和电化学传感器。气体传感器的理论直到70年代才传入到咱们国家，80年代我国才开端研发气体传感器，整个出产技能首要承继于德国。
气体传感器的分类
从检测气体品种上，一般分为可燃气体传感器（常选用催化焚烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般选用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常选用红外、紫外等）、氧气（常选用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。
从运用方法上，一般分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。
从取得气体样品的方法上，一般分为分散式气体传感器（即传感器直接设备在被测目标环境中，实测气体经过天然分散与传感器检测元件直接触摸）、吸入式气体传感器（是指经过使 用吸气泵等手法，将待测气体引进传感器检测元件中进行检测。依据对被测气体是否稀释，又可细分为彻底吸入式和稀释式等）。
从剖析气体组成上，一般分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行一起检测）。
按传感器检测原理，一般分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。
不同气体传感器的检测原理、特色和用处
热学式气体传感器
热学式气体传感器首要有热导式和热化学式两大类。热导式是运用气体的热导率，经过对其间热敏元件电阻的改变来丈量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的运用已有几十年的前史，其外表类型较多，能剖析的气体也较广泛。
热化学式是依据被剖析气体化学反响的热效应，其间广泛运用的是气体的氧化反响（即焚烧），其典型为催化焚烧式气体传感器，其首要作业原理是在必定温度下，一些金属氧化物半导体资料的电导率会跟从环境气体的成份改变而改变。
其要害部件为涂有焚烧催化剂的惠斯通电桥，首要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来剖析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于剖析坑道中的CH4含量，石油挖掘船舶剖析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工质料保管库房或质料车间剖析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。
左图：催化元件示意图（1-催化剂；2-载体；3-Pt电热丝）；右图：催化元件测验电路
首要长处：对一切可燃气体的呼应有广谱性，对环境温度、湿度影响不灵敏，输出信号近线性，且其结构简略，成本低，计量精确，呼应快速，寿数较长。
首要缺乏：精度低，作业温度高 （内部温度可达700～800℃），有点燃爆破的风险。电流功耗大，易受硫化物、卤素化合物等中毒的晦气影响等。
电化学式气体传感器
电化学式气体传感器是运用被测气体的电化学活性，将其电化学氧化或复原，然后分辩气体成分，检测气体浓度的。
电化学型气体传感器结构示意图
电化学气体传感器分许多子类：
1、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同咱们用的干电池，仅仅，电池的碳锰电极被气体电极代替了。以氧气传感器为例，氧在阴极被复原，电子经过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的巨细与氧气的浓度直接相关。这种传感器能够有用地检测氧气、二氧化硫、氯气等。
2、稳定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测复原性气体非常有用，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反响是在电流强制下发生的，是一种真实的库仑剖析的传感器。这种传感器现已成功地用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是现在有毒有害气体检测的干流传感器。
3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两边，会自发构成浓差电动势，电动势的巨细与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例便是轿车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
4、极限电流型气体传感器，有一种丈量氧气浓度的传感器运用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于轿车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。
首要长处：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辩率一般能够到达0.1ppm，寿数较长。
首要缺乏：易受搅扰，灵敏度受温度改变影响较大。
氧化锆氧量传感器是电化学式成分剖析传感器中开展比较晚的一种，开端呈现于20世纪60年代，其作业基理是 依据浓差电池原理，经过丈量待剖析气体和参比气体因氧气浓度差异而导致的浓差电动势，来丈量待剖析气体中的含氧量。
因为它具有结构简略、作业牢靠、灵敏度 高、稳定性好、呼应速度快、设备运用方便等长处，因而开展较快。常运用于硫酸、空气别离、锅炉焚烧等多组分气体的氧量剖析以及熔融金属的含氧测定等。
磁学式气体剖析传感器
在磁学式气体剖析传感器中，最常见的是运用氧气的高磁化特性来丈量氧气浓度的磁性氧量剖析传感器，运用的是空气中的氧气能够被强磁场招引的原理。其氧量的丈量规模最宽，是一种非常有用的氧量丈量传感器。
常用的有热磁对流式氧量剖析传感器（按构成方法不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量剖析传感器。
首要用处：用于氧气的检测，挑选性极好，是磁性氧气剖析仪的中心。其典型运用场合有化肥生 产、深冷空气别离、火电站焚烧体系、天然气制乙炔等工业出产中氧的操控和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。
光学式气体传感器
光学式气体传感技能是起步较晚，但开展最快的技能之一。工业中常用的类型有红外线气体剖析仪、紫外线剖析仪、光电比色式剖析仪、化学发光式剖析仪、光散射式剖析仪等。
各种气体吸收红外线光谱图
红外线式的作业原理是运用被测气体的红外吸收光谱特征或热效应而完成气体浓度丈量的。常用光谱规模1～25μm，常用的类型有DIR色散红外线式和 NDIR非色散红外线式。红外线气体传感器能够有用地分辩气体的品种，精确测定气体浓度，包含二氧化碳、甲烷的检测。红外勘探器运用无需调制光源，彻底没有机械运动部件，彻底完成免保护化。
常用的紫外线剖析仪有不分光紫外线剖析仪和紫外荧光式剖析仪，前者与红外线吸收原理相似，也是依据实测气体对紫外线挑选性地吸收，其吸收特性也恪守比 尔规律，所运用的紫外波长规模是200～400nm。
后者如紫外荧光式SO2剖析仪，是一种干法度剖析仪，作业原理是依据SO2分子承受紫外线能量成为激 发态的SO2分子，在回来稳态时发生特征荧光，其宣布的荧光强度与SO2浓度成正比。
紫外荧光式可做到不损坏样品而接连主动丈量大气中的SO2含量。其灵敏度可达丈量规模的0～2&TImes;10 -7 ，稳定性可做到在24h的漂移为满刻度的±2%，重复性达±2%满刻度，且共存的布景气体对丈量的影响较小，具有寿数长，修理作业量小的明显长处。
光电比色式是依据比尔规律完成主动光电比色丈量的，其适用的剖析目标有SO2、NO、碳氢化合物、卤素化合物等。
化学发光式剖析仪是运用化学氧化反响伴有的光热生成原理而作业，常用的化学发光式剖析仪有臭氧剖析仪（运用O3-C2H4发生化学发光反响所放出的光子来测定臭氧）和化学发光式NO X 剖析仪（运用O3的强氧化效果，使NO与O3发生化学发光反响来完成丈量）。
光散射式剖析仪是运用光束与气体中的颗粒相互效果发生散射（前散射、边散射、后散射）来进行气体浊度或不透明度丈量的，是环境排放监测中最常用的剖析外表之一。
半导体式气体传感器
半导体式气体传感器是依据由金属氧化物或金属半导体氧化物资料制成的检测元件，与气体相互效果时发生外表吸附或反响，引起载流子运动为特征的电导率或 伏安特性或外表电位改变而进行气体浓度丈量的。
外表电荷层模型作业示意图
金属氧化物半导体在空气中被加热到必定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体外表，半导体外表的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，一起在半导体外表构成一个正的空间电荷层，导致外表势垒升高，然后阻止电子活动。
在灵敏资料内部，自在电子有必要穿过金属氧化物半导体微晶粒的结合部位（晶界）才干构成电流，由氧吸附发生的势垒相同存在于晶界而阻止电子的自在活动，传感器的电阻即缘于这种势垒，在作业条件下当传感器遇到复原性气体时，氧负离子因与复原性气体发生氧化复原反响而导致其外表浓度下降，势垒随之下降，导致传感器的安排减小。
从效果机理上可分为外表操控型（选用气体吸附于半导体外表而发生电导率改变的灵敏元件）、外表电位型（选用 半导体吸附气体后发生外表电位或界面电位改变的气体灵敏元件）、体积操控型（依据半导体与气体发生反响时体积发生改变，然后发生电导率改变的作业原理） 等。能够检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。
首要长处：结构简略、价格低廉、检测灵敏度高、反响速度快等。
首要缺乏：丈量线性 规模较小，受布景气体搅扰较大，易受环境温度影响等。
气相色谱式剖析仪
气相色谱式剖析仪是依据色谱别离技能和检测技能，别离并测定气样中各组分浓度，因而是全剖析传感器。在发电厂锅炉实验中，已有运用。
作业时，从进样设备 定时采纳必定容积的气样，在流量必定的纯洁载气（即活动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，运用固定相对气样各组分的吸收或溶 解才能的不同，使各组分在两相中重复进行分配，然后使各组分别离，并按时刻先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。
依据检测原理，气相色谱式剖析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。
浓度型检测器丈量的是气体中某组分浓度瞬间的改变，即检测器的呼应值和组分的浓度成正比。
质量型检测器丈量的是气体中某组分进入检测器的速度改变，即检测器的呼应值和单位时刻进入检测器某组分的量成正比。最常用的检测器有TCD热导检测 器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。
首要长处：灵敏度高，合适于微量和痕量剖析，能剖析杂乱的多相分气体。
首要缺乏：定时取样不能完成接连进样剖析，体系较为杂乱，多用于 实验室剖析用，不太合适工业现场气体监测。
现在已有选用计算机操控外表体系的操作和进行数据运算的气相色谱仪，并可进行组分越限报警，还具有主动查看外表 毛病等功能。
跟着健康问题越来越得到重视，大气质量、室内空气质量、车内空气质量监控数据则成为人们随时随地想看到的数据，气体传感器在这一过程中无疑将扮演愈加重要的人物。
作为一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，气体传感器的用处非常广泛。现实生活中，实际上不论是在民用、工业仍是环境检测等方面，气体传感器发挥着巨大的效果。
