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在半导体、石油化工、能源电力等工业领域，可靠的气体检测是保障人员安全、防止环境污染和设备损坏的核心环节。D-ReX 等现代气体检测系统通常集成多种传感器技术，其中电化学传感器（EC）、红外传感器（IR） 与催化燃烧传感器（CC） 是应用最广泛的三种。它们基于不同的物理化学原理，各有其独特的性能优势和适用场景。本文旨在系统对比这三类传感器的关键技术特性，并结合 D-ReX 系统的应用示例，为工业气体检测方案的选择提供清晰的决策框架。
一、 核心技术原理对比
特性 电化学传感器 红外传感器 催化燃烧传感器
工作原理 目标气体在传感电极发生氧化或还原反应，产生与气体浓度成正比的电流信号。 基于气体对特定波长红外光的吸收特性。气体浓度通过测量光强衰减量确定。 可燃气体在催化珠表面无焰燃烧，引起传感器电桥电路电阻变化，输出与浓度成比例的信号。
检测对象 主要为毒性气体（如 CO， H₂S， Cl₂， NH₃， PH₃）和氧气（O₂）。 主要为红外活性的气体（如 CO₂， CH₄， 各类碳氢化合物）以及部分特殊气体（如 N₂O）。 几乎所有可燃性气体和蒸气（如 CH₄， H₂， 烷烃， 溶剂蒸气）。
测量结果 通常以 ppm（百万分之一）或 %vol（氧气）为单位。 通常以 ppm 或 %vol 为单位。 以 %LEL（爆炸下限百分比）为单位，直接指示爆炸风险。
核心优势 灵敏度极高（可达 ppm 甚至 ppb 级），选择性好，功耗低。 非接触式测量，寿命极长（通常5-10年），不受氧气浓度影响，抗中毒能力强。 对绝大多数可燃气体响应通用性好，成本相对较低，技术成熟。
主要局限性 寿命有限（通常1-3年），易受温湿度、交叉气体干扰，电解质可能耗尽。 对单原子分子（如 H₂）和同核双原子分子（如 N₂， O₂， Cl₂）不敏感。初期投资较高。 必须在含氧环境中工作，易受硅化物、硫化物、卤代烃等物质催化中毒而永久失效。
二、 关键性能指标深度剖析
选择性与交叉干扰
EC传感器：具有高度的气体选择性（如专用于PH₃或AsH₃），但某些气体（如CO和H₂在某些传感器上）可能产生交叉干扰。D-ReX 提供的“Arsine / no H₂”传感器即是针对性优化的例子。
IR传感器：选择性优异，通过滤光片选择特定吸收波长。例如，检测CH₄的传感器不受CO₂和水蒸气干扰，反之亦然。
CC传感器：通用性强，但选择性差。无法区分具体可燃气体类型，对混合气体的响应为综合值。
响应时间与寿命
响应时间：EC传感器通常较快（T90 < 60秒）；IR传感器响应极快（可<10秒）；CC传感器响应迅速（通常<30秒）。
使用寿命：EC传感器寿命最短，受电解质消耗和交叉气体影响；IR传感器寿命最长，核心光学部件无消耗；CC传感器寿命中等，但一旦中毒或烧结即永久失效。
环境适应性
温湿度：EC传感器性能受温湿度影响显著，常需内置补偿电路。IR传感器受温湿度影响小。CC传感器在低温、高湿度下灵敏度可能降低。
缺氧环境：IR是唯一能在缺氧或无氧环境中正常测量目标气体浓度的技术（如测量CO₂）。CC传感器在氧含量低于10%时可能无法工作或读数不准。
防爆要求：CC传感器本身可能成为点火源，必须安装在防爆外壳内。EC和IR传感器本质安全型设计更易实现。
三、 在D-ReX系统中的应用与选型指南
D-ReX 系统通过灵活的传感器配置，完美体现了“根据工况选择技术”的理念。
应用场景 推荐传感器技术 D-ReX 对应方案与考量
半导体工艺气体毒性泄漏监测（如 AsH₃, PH₃, ClF₃） 电化学 选择对应气体的专用EC传感器，实现 ppb 至 ppm 级的极高灵敏度监测，保障人员健康。
洁净室或工艺工具腔室CO₂浓度监控 红外 采用IR传感器，避免接触式测量带来的污染风险，且寿命长，维护周期与设备大修同步。
一般环境可燃气体泄漏监测（如甲烷、氢气、溶剂蒸气） 催化燃烧 在氧气充足的区域，使用CC传感器进行经济有效的防爆监测。D-ReX 提供 0-100%LEL 的标准化监测。
燃气锅炉房、管道走廊的甲烷连续监测 红外 推荐IR传感器。因其寿命长、免标定周期长、不易中毒，适合无人值守的长期连续监测。
惰性气氛保护环境（如氮气柜）的可燃气体监测 红外 必须使用IR传感器。CC传感器在无氧环境中失效。
存在催化剂毒物（如硅烷、卤代烃）的工艺区域 红外 或 EC（针对毒性气体） 避免使用CC传感器。例如，监测硅烷（SiH₄）本身可使用EC传感器，监测其泄漏区域的可燃风险则需使用IR传感器监测。
需要超长免维护周期的远端监测点 红外 结合 D-ReX PoI（远程安装）版本，将IR传感器置于检测点，通过长达1200米的电缆连接控制器，极大减少现场维护频率。
