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熱學式氣體傳感器主要有熱導式和熱化學式兩大類。熱導式是利用氣體的熱導率，通過對其中熱敏元件電阻的變化來測量一種或幾種氣體組分濃度的，其在工業界的應用已有幾十年的歷史，其儀表類型較多，能分析的氣體也較廣泛（如H2、CO2、SO2、NH3、Ar等）。熱化學式是基于被分析氣體化學反應的熱效應，其中廣泛應用的是氣體的氧化反應（即燃燒），其典型為催化燃燒式氣體傳感器，其關鍵部件為涂有燃燒催化劑的惠斯通電橋，主要用于檢測可燃氣體，如煤氣發生站、制氣廠用來分析空氣中的CO、H2 、C2H2等可燃氣體，采煤礦井用于分析坑道中的CH4含量，石油開采船只分析現場漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管倉庫或原料車間分析空氣中的石油蒸氣、酒精蒸氣等。美國RAE Systems公司生產的FGM-3100催化燃燒式可燃氣體檢測儀，其采樣方式為擴散式，檢測精度達±2%滿量程，響應時間＜15s。催化燃燒式氣體傳感器的主要優點是對所有可燃氣體的響應有廣譜性，對環境溫度、濕度影響不敏感，輸出信號近線性，且其結構簡單，成本低。但其主要不足是精度低，工作溫度高（內部溫度可達700～800℃），電流功耗大，易受硫化物、鹵素化合物等中毒的不利影響等。