氯氣濃度報警器的檢測原理主要基于傳感器對氯氣（Cl?）的化學(xué)或物理特性響應(yīng)，將氣體濃度轉(zhuǎn)化為電信號進行分析。以下是兩種主流技術(shù)的詳細原理：

1. 電化學(xué)傳感器

• 原理：利用氯氣在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與濃度成正比的電流。
  • 工作電極：氯氣在貴金屬（如鉑）電極被氧化：
    Cl? + 2e? → 2Cl?（還原反應(yīng)，實際傳感器設(shè)計中可能涉及電解液中的復(fù)雜反應(yīng)）。
  • 對電極：氧氣或金屬離子被還原以平衡電荷。
  • 電解液：含氯化物的溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，確保離子傳導(dǎo)。
• 信號輸出：微安級電流經(jīng)放大器處理，通過算法轉(zhuǎn)換為濃度值（如ppm或mg/m3）。
• 優(yōu)勢：選擇性好、線性度高，適合低濃度檢測。
• 壽命：典型壽命1-3年，需定期校準(zhǔn)（每6-12個月）。

2. 半導(dǎo)體傳感器（金屬氧化物型）

• 原理：氯氣吸附在金屬氧化物（如SnO?）表面，改變其電阻特性。
  • 吸附過程：氯氣作為強氧化性氣體，奪取金屬氧化物中的電子，形成吸附氧（O?或O2?），導(dǎo)致半導(dǎo)體電阻下降（N型材料）或上升（P型材料）。
  • 溫度調(diào)制：傳感器內(nèi)置加熱器，周期性改變工作溫度以脫附氣體，恢復(fù)基線電阻，通過電阻變化幅度計算濃度。
• 信號輸出：電阻變化通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)放大處理。
• 優(yōu)勢：成本低、功耗小，但易受濕度干擾。
• 局限性：交叉敏感性強（可能對NO?、O?等氧化性氣體響應(yīng)），需算法補償。

3. 輔助技術(shù)

• 光學(xué)傳感器：通過氯氣對特定波長紅外或紫外光的吸收特性檢測濃度，常用于高濃度或特殊環(huán)境（如高溫），但成本較高。
• 信號處理與算法：
  • 濾波：消除環(huán)境噪聲或瞬時干擾。
  • 溫度/濕度補償：修正傳感器因環(huán)境條件變化產(chǎn)生的誤差。
  • 多級報警：預(yù)設(shè)閾值（如0.5ppm、1ppm、3ppm），觸發(fā)聲光報警或聯(lián)動系統(tǒng)。

4. 實際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

• 傳感器中毒：高濕度環(huán)境下，氯氣與水蒸氣反應(yīng)生成鹽酸，腐蝕傳感器（需疏水涂層或過濾裝置）。
• 交叉干擾：半導(dǎo)體傳感器可能對揮發(fā)性有機物（VOCs）或氨氣誤響應(yīng)，需結(jié)合電化學(xué)傳感器或算法優(yōu)化。

總結(jié)

氯氣濃度報警器通過電化學(xué)或半導(dǎo)體傳感器將氯氣濃度轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大、處理后實現(xiàn)實時監(jiān)測。選擇傳感器類型需權(quán)衡精度、成本、環(huán)境適應(yīng)性及壽命，復(fù)雜場景常采用多傳感器融合或定期校準(zhǔn)以確保可靠性。