弗加罗TGS4160二氧化碳传感器：工作原理与应用

"本文详细介绍了TGS4160系列二氧化碳传感器的工作原理、特点、应用以及关键技术参数。TGS4160传感器由FIGARO公司生产，是一款固态电化学型气体敏感元件，具备体积小、寿命长、选择性好、稳定性高的优势，特别适合在高湿低温环境下用于自动通风系统和长期CO₂监测。文章提到了预热时间长（约2小时）的特性，以及FIGARO提供的带温度补偿的AM-4处理模块，该模块采用微处理器控制，输出信号与CO₂浓度成比例，并提供高、低门限信号接口。此外，文中还列出了传感器的主要技术参数，包括测量范围、使用寿命、加热器参数、使用条件等，并详细描述了传感器的内部结构，如电极材料、电解质、封装材料以及热敏电阻的位置。" TGS4160二氧化碳传感器的核心是其固态电化学工作原理。传感器内部包含一个阳离子固体电解质，其中阴极为锂碳酸盐和镀金组合，阳极为纯镀金。这个结构允许CO₂分子在电极间发生氧化还原反应，从而产生电信号。电极间的反应与环境中CO₂浓度成正比，使得传感器能够准确测量气体浓度。 传感器的尺寸小巧，设计紧凑，适合各种环境安装。它的耐湿耐低温性能确保了在恶劣环境下的可靠工作。值得注意的是，TGS4160需要较长的预热时间才能达到最佳工作状态，这可能限制了其在快速响应应用中的使用。为了解决这个问题，FIGARO提供了AM-4处理模块，通过内置微处理器进行温度补偿，提供线性化的输出信号，并具有阈值触发功能，便于系统集成。 技术参数方面，TGS4160的测量范围为0到5000ppm，使用寿命长达2000天。加热器电压和电流分别为5.0±0.2VDC和250mA，总功耗约为1.25W。使用温度范围为-10℃到+50℃，湿度适应性为5%到95%RH。内部的热敏电阻用于补偿温度变化对测量结果的影响。 传感器的内部结构设计独特，采用多层不锈钢网和吸附材料减少干扰气体的影响。阳极和阴极分别连接传感器的S(+)和S(-)引脚，加热器连接第1和第6脚，热敏电阻连接第2和第5脚，这样的布局有利于提高测量的精确性和稳定性。 TGS4160二氧化碳传感器凭借其独特的设计和优异的性能，广泛应用于环境监测、室内空气质量控制等领域，为保障人类健康和安全提供了有力的技术支持。