氣體探測器主要用于化工生產如煤氣、液化石油氣、天然氣單位及油氣田、礦山開采檢測與報。消防應急部門使用這種類于手持移動式氣體探測器，在應急事件中，作為處置、疏散、洗消的依據，方可保證能正確、快速處置與保障消防員與民眾的生命安全。
氣體探測器種類繁多，按傳感器原理技術特性不同可以分為以下七類：
?。?）半導體型(表面控制型、電阻控制型、非電阻型)
這種探測器傳感器主要使用半導體氣敏材料。半導體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應快等優(yōu)點。目前是世界上氣體檢測儀產量最大、使用最廣的傳感器之一。按照檢測氣敏特征量方式不同分為表面控制型、電阻式和非電阻式兩種。
表面電阻的變化取決于表面原來吸附氣體與半導體材料之間的電子交換。在空氣中的氧和NO2這樣的電子兼容性大的氣體，接受來自半導體材料的電子而吸附負電荷，其結果表現為N型半導體材料的表面空間電荷區(qū)域的傳導電子減少，使表面電導減少，從而使器件處于高阻狀態(tài)。一旦器件與被測氣體接觸，就會與吸附的氧起反應，將被氧束縛的幾個電子釋放出來，使敏感膜表面電導增加，使器件電阻減小。這類器件目前已商品化的有SnO2、ZnO等氣體傳感器。
電阻式半導體氣體傳感器是通過檢測氣敏元件隨氣體含量的變化情況而工作的。作為敏感材料的金屬氧化物大多數采用非化學計量配比組成。當接觸可燃性氣體時，因改變其內部結構組成（晶格缺陷），而使敏感體的阻值發(fā)生改變。隨著新型材料的研究和開發(fā)，大大提高了電阻式半導體氣體傳感器的特性和應用范圍。例如：檢測NH3的濃度范圍為5ppm-50ppmppm，檢測CO氣體傳感器可達200 ppm濃度，非常敏感。
非電阻式半導體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。主要有MOS二極管式和結型二極管式，以及場效應管式氣體傳感器。二極管氣體傳感器是利用一些氣體被金屬與半導體的界面吸附，對半導體禁帶寬度或金屬的功函數的影響，而使二極管整流特性發(fā)生性質變化而制成。如Pd/Ti、Pd/ZnO之類二極管可用于對H2的檢測。檢測氣體大多為氫氣、硅烷等可燃氣體?？蓽y定CO2濃度范圍0.05%~2%。其優(yōu)點是選擇性好，CO、CH4、H2等很少干擾，濕度不干擾。
?。?）固體電解質式
固體電解質氣體傳感器使用固體電解質氣敏材料做氣敏元件。其原理是氣體通過這些氣敏材料在時產生離子，從而形成電動勢，測量電動勢值，從而達到測量氣體濃度目的。這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，在石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個領域得到了廣泛的應用。僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。如YS T- Au- WO3氣敏材料測量H2S 、H+4Ca CO3測量NH3等。
?。?）接觸燃燒式
可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。其工作原理是：氣敏材料在通電狀態(tài)下，被測可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒（無焰燃燒），溫度增高，元件阻值增加，打破電橋的平衡，使其電阻值發(fā)生變化，產生微小的電壓差信號，并通過D轉換，從而測量到并將其轉換成氣體濃度值。
接觸燃燒式氣體探測器一般以爆炸下限作為滿量程。這種傳感器只能測量可燃氣體，對不燃性氣體不敏感。例如，在Pt絲上涂敷活性催化劑制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測各種可燃氣體。接觸燃燒式氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，并能對爆炸下限的絕大多數可燃性氣體進行檢測，目前普遍應用于石油化工廠、礦井隧道等的可燃性氣體的監(jiān)測和報
?。?）電化學式(定電位電解型、加伐尼電池型、離子電極型)
電化學式氣體傳感器包括定電位電解型、加伐尼電池型、離子電極型等三種類型。
1.定電位電解型氣體傳感器又稱控制電位電解法氣體傳感器。
它是由工作電極、輔助電極及參比電極，以及由聚四氟乙烯制成的透氣隔離膜組成。在工作電極與輔助電極，參比電極間充以電解液，傳感器工作電極的電位由恒電位器控制，使其與參比電極電位保持恒定，待測氣體分子通過透氣膜到達敏感電極表面時，在多孔型貴金屬催化作用下，發(fā)生電化學反應（氧化反應）；同時輔助電極上氧氣發(fā)生還原反應。
這種氧化還原反應產生的電流大小受擴散過程的控制，而擴散過程與待測氣體濃度有關，只要測量敏感電極上產生的擴散電流，就可以確定待測氣體濃度。在敏感電極與輔助電極之間加一定電壓后，氣體與電解質內的工作電極發(fā)生氧化還原反應，電極平衡電位發(fā)生變化，變化的值與氣體濃度成正比。使氣體發(fā)生電解，如果改變所加電壓，氧化還原反應選擇性地進行，因此可以定時檢測氣體。
電化學傳感器包括：一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、氯氣、氰氫酸、環(huán)氧乙烷、氯化氫等等。氧氣檢測儀也是電化學傳感器的一種。由于電化學型和催化燃燒型測量頭具有相對較低的成本，對泄漏的反應迅速并可連續(xù)探測，因此效益比較高。不同電化學氣體傳感器中所包含的不同成份決定了它可與相應的毒氣發(fā)生反應。
2.加伐尼電池型氣體傳感器由隔離膜、鉛電極（陽）、電解液、白金電極（陰）組成一個加伐尼電池。
以氧傳感器為例，當被測氣體通過聚四氟乙烯隔膜擴散到達負極表面時，即可發(fā)生還原反應。在白金陰電極上被還原成OH- 離子，陽電極上鉛被氧化成氫氧化鉛，溶液中產生電流。
此時流過外電路的電流和透過聚四氟乙烯膜的氧的速度成比例，陰極上氧分壓幾乎為零，氧透過的速度和外部的氧分壓成比例。氧氣在通過電解質時陰陽極發(fā)生氧化還原反應，使陽極金屬離子化，釋放出電子，產生電流。電流的大小與氧氣的多少成正比。
3.離子電極型氣體傳感器由電解液、固定參照電極和pH電極組成。
通過透氣膜使被測氣體和外界達到平衡，在電解液中達到化學平衡。被測氣體以CO2為例，根據質量作用法則，HCO3的濃度一定和在設定的范圍內H+濃度和CO2分壓成比例，根據pH值就能知道CO2的濃度。
適當的組合電解液和電極，可以檢測多種氣體。如NH3、SO2、NO2（pH電極）HCN（Ag電極）、鹵素（鹵化物電極）等傳感器已實用化。
?。?）紅外式
紅外式傳感器原理是通過一個紅外發(fā)生器產生紅外光，穿過充有樣氣的氣室，然后被各種氣體的專用接收器接收。根據利用不同元素對某個特定波長的吸收原理制造。
紅外式傳感器在通常的應用中是最精確的氣體技術，它具有良好的靈敏度和極低的誤報率。沒有消耗備件，因此后期維護費用遠遠低于其他技術；在氣體泄漏和探測之間存在著顯著的時間滯后現象，但是價格昂貴。
由于紅外波長的限制，它只適用于具有碳－氫鍵的碳氫化合物，而不能探測CS 2，H2，CO，NH3等氣體，而且像乙炔和苯這樣的碳氫化合物也不能探測。因此相比于催化燃燒型傳感器，它更適用于具有長鏈的碳氫化合物。雖然其開始投資價格昂貴，但總體價格要低于催化燃燒技術。
?。?）光電離式
光電離傳感器利用紫外光電離氣體分子，并用于探測易揮發(fā)有機化合物。
PID氣體分析儀主要檢測特點是：
1.檢測響應快速， PID的反應一般為數秒，適合快速應急檢測需要。PID是連續(xù)測量的，可進行現場實時濃度連續(xù)測量。
2.檢測線性范圍寬，可以檢測4O0多種揮發(fā)性有機化合物(VOCs )和NH 、H S、AsH3、PH3、CI。、Br2及NO等無機有毒氣體。很多事故中的有害物質都是VOC，因而對VOC檢測具有較高靈敏度和寬線性范圍的PID在應急事故檢測中可有重要的用途。
3.體積小、重量輕，易攜至任何需要檢測的環(huán)境。內置強力吸氣泵可以吸取人員不便到達地點的待測氣體(采樣管線可幾十米長)；
4.傳感器不會中毒：同大多數其它傳感器不同，PID不會被高濃度的待測物質損壞(中毒)；它的恢復時間同它的反應時間一樣僅為數秒鐘，可以隨時對實時濃度進行測量；
5.但PID不能檢測空氣的N2等非揮發(fā)性有機物。
（7）化學紙帶式
化學紙帶技術是用經過化學浸泡的紙帶去探測有毒氣體。這種方式非常像石蕊試紙遇到某種相應的氣體時會改變顏色；紙帶機通過光電管測量，分析紙帶顏色的變化，并將其轉換成氣體濃度值。
化學紙帶技術的優(yōu)點是，作為顏色變化反應的結果，紙帶機提供的是氣體泄漏的物理證據。它們也受干擾氣體的影響，但要比電化學型，固態(tài)金屬氧化物型的影響小，因此更具專一性。另外，化學紙帶技術比電化學型能探測更多種類的氣體。
值的一提的是，類似化學紙帶式探測，而無需使用紙帶機的現場氣體探測方法包括氣體檢測管法與化學片檢測法兩種。這兩種氣體檢測方式不僅在價格上、儲存成本上更經濟，在化學事故應急救援時更是簡便、快捷、可靠，遠超于各種采用傳感器的氣體探測儀。
氣體檢測管法是一種常用的定量的現場快速簡便檢測手段。氣體檢測管為填充顯色指示粉的兩端熔封的小玻璃管，管壁上標有濃度刻度，指示粉為吸附有化學試劑的多孔固體細顆粒。每種化學試劑通常只對一種化合物或一組化合物有顯色特性。
使用時要按規(guī)定的采樣流速和采樣體積實施采樣，當吸人空氣通過檢測管時，空氣中待測有毒氣體便和管內的指示粉迅速發(fā)生化學反應顯示顏色。觀察指示劑變色柱長度所示的刻度位置就可以讀出被測物的濃度值，得到半定量檢測結果。在已知有毒氣體化學物品名類別的情況下，采用相應種類的檢測管檢測該有毒氣體在空氣中的濃度范圍，或用多種檢測管進行試測。
化學片檢測法是現場快速簡便檢測方法。經化學特殊配方涂抹在透明片上固化，當某種特定化學氣體與其接觸產生化學反應，便顯示不同顏色。每種化學檢測片都有定量反應值，當大氣中化學品濃度未達到其設定值，不會產生反應而改變顏色。
化學檢測片品種己達十種之多，而且有較好的檢測靈敏度和準確度，反應非常敏感快速。光氣反應濃度1ppm， 硫化氫5ppm，反應時間幾十秒到幾秒之內。非常適合應急事件處置工作中不明氣體泄漏探測，快速鑒別有毒氣體。
對于現場戒、洗消等工作，信任度大于其它各種傳感器式的氣體探測器?；瘜W檢測片只需佩戴于手上或腿上，無需電池、無需預熱；便可同時檢測十至二十種化學品。化學檢測片補充片價格低廉，保存期一至兩年。
