无惧低温的氨气传感器

无惧低温的氨气传感器在多个领域具有广泛的应用需求，特别是在需要监测低温液态氨气储存与运输的环境中。以下是对无惧低温的氨气传感器的详细介绍：

一、重要性

氨气（NH₃）作为一种优异的储氢介质及理想的无碳能源选项，其检测与传感技术引起了国内外的广泛关注。氨气通常以低温液态的形式进行储存与运输，因此开发能够在室温或低温环境下灵敏响应的氨气传感器至关重要。

二、技术进展

基于半导体氧化物的氨气传感器：

性能上已取得了显著提升，但仍普遍面临着工作温度偏高（如150°C）及选择性不足等挑战。

已有研究通过掺杂、构建纳米复合结构等手段，成功研制出了接近室温（如35°C）工作的氨气传感器，但这些传感器在灵敏度和选择性方面仍存在明显不足。

新型无惧低温的氨气传感器：

采用液相脉冲激光烧蚀方法制备出钨/氧化钨（W@WO₂.₉₂）核壳结构，并在此基础上组装了氨气传感器。

该结构中，金属W与半导体WO₂.₉₂之间形成了内部欧姆接触，为表面层的WO₂.₉₂提供了充足的电子，从而极大地提升了氧化钨的气敏性能。

在室温（25°C）条件下，W@WO₂.₉₂传感器对100ppm浓度的氨气展现出了高达72.6%的响应度，且其检测下限可达730ppb。即使在低温（5°C）环境下，该传感器的响应度也依然保持在55%。

该传感器在面对11种潜在干扰气体时，也展现出了优异的选择性。

三、市场产品

霍尼韦尔等公司也推出了适用于低温环境的氨气传感器，如4NH3LL-100氨气传感器，其特点包括：

长寿命：在无氨气背景下使用寿命不低于2年，在有氨气环境中也能达30万ppm·h以上。

精准捕捉微量变化：标称量程为0~100ppm，能满足绝大部分应用场景。优异的稳定性及线性，无论是计算分辨率还是实测分辨率，可以做到1ppm以下。

出色稳定性：具有响应时间、重复性、线性和产品稳定性，其长期漂移小于2%/月。

广泛适用：可在-20℃到40℃的宽温环境下稳定工作，PCB板插孔设计使安装简单便捷。

四、性能指标

无惧低温的氨气传感器通常具有以下关键性能指标：

检测范围：通常覆盖0~500ppm或更宽的浓度范围。

灵敏度：能够检测到非常低的氨气浓度变化，如0.035±0.015μA/ppm等。

响应时间：快速响应，如T90小于90秒等。

线性度：保持良好的线性关系，以确保测量结果的准确性。

长期稳定性：在长时间内保持稳定的性能，如信号值变化小于10%/6个月等。

工作温度：能够在低温环境下正常工作，如-20℃到40℃等。

五、应用场景

无惧低温的氨气传感器广泛应用于以下领域：

化工生产：用于监测氨气储存和运输过程中的泄漏情况。

制冷系统：用于实时监测氨气制冷剂的泄漏情况，确保系统的正常运行。

农业与养殖业：用于控制环境氨气浓度，提高农作物和动物的生长环境质量。

环境监测：用于监测大气中的氨气浓度，评估空气质量状况。

无惧低温的氨气传感器在多个领域具有广泛的应用前景和市场需求。随着技术的不断进步和产品的不断创新，这些传感器将为实现更加环保的氨气监测提供有力支持。