低功耗有毒氣體探測(cè)器設(shè)計(jì)

　　安全第一！許多工業(yè)過(guò)程涉及到有毒化合物，例如：制造塑料、農(nóng)用化學(xué)品和醫(yī)藥產(chǎn)品會(huì)用到氯氣；生產(chǎn)半導(dǎo)體需要使用磷化氫和砷化氫；燃燒消費(fèi)類(lèi)包裝材料會(huì)釋放出氰化氫。因此，了解有毒氣體濃度是否達(dá)到危險(xiǎn)程度十分重要。

　　在美國(guó)，國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所（NIOSH）和美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議（ACGIH）已規(guī)定了許多有毒工業(yè)氣體的短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間接觸限值?！伴撓拗?時(shí)間加權(quán)平均值”（TLV-TWA）是指大多數(shù)工人可以在正常8小時(shí)工作日內(nèi)反復(fù)接觸而不會(huì)受到有害影響的時(shí)間加權(quán)平均濃度?！伴撓拗?短時(shí)間接觸限值”（TLV-STEL）是指大多數(shù)工人可以短時(shí)間接觸而不會(huì)受到刺激或傷害的濃度?！傲⒓赐{生命或健康的濃度”（IDLHC）是一種限制性濃度，它會(huì)對(duì)生命立即或緩慢產(chǎn)生威脅，導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的健康損害，或者影響工人獨(dú)立逃生的能力。表1列出了幾種常見(jiàn)氣體的限值。

　　表1. 某些常見(jiàn)工業(yè)有毒氣體的接觸限值

　　對(duì)于檢測(cè)或測(cè)量有毒氣體濃度的儀器，電化學(xué)傳感器能夠提供多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)傳感器都是針對(duì)特定氣體而設(shè)計(jì)，可用分辨率小于氣體濃度的百萬(wàn)分之一（1 PPM），所需工作電流極小，非常適合便攜式電池供電的儀器。電化學(xué)傳感器的一個(gè)重要特性是響應(yīng)緩慢：首次上電后，傳感器可能需要數(shù)分鐘時(shí)間才能建立至最終輸出值；暴露于中間量程的氣體濃度時(shí)，傳感器可能需要25到40秒時(shí)間才能達(dá)到最終輸出值的90%.

　　本文描述一種使用電化學(xué)傳感器的便攜式一氧化碳（CO）探測(cè)器。一氧化碳的IDLH濃度遠(yuǎn)高于大多數(shù)其它有毒氣體，處理起來(lái)相對(duì)更安全。但一氧化碳仍然屬于致命性氣體，測(cè)試本文所述電路時(shí)應(yīng)極其小心并采取適當(dāng)?shù)耐L(fēng)措施。

　　圖1. CO-AX一氧化碳傳感器

　　圖1所示為 Alphasense公司的CO-AX傳感器。表2是CO-AX傳感器技術(shù)規(guī)格摘要。