本篇是此系列專題的尾篇了，也是比較難解釋和理解的一篇。歡迎共同探討。
????? 前期給大家介紹了影響氣體傳感器讀數(shù)的因素：氣體濃度、平衡氣（背景氣）、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、氣體壓強(qiáng)、氣體流量和傳感器壽命，今天為大家介紹一個(gè)因素——交叉靈敏度，詳情如下：
????? 交叉靈敏度：氣體傳感器和其它物理傳感器不同，它除了能夠測(cè)量被測(cè)氣體，還會(huì)對(duì)其它類別的氣體產(chǎn)生反應(yīng)，簡(jiǎn)稱“交叉干擾”，其交叉反應(yīng)的程度的量化參數(shù)叫做“交叉靈敏度”。不同種類傳感器的交叉干擾的原理是不同的，但是，交叉干擾的現(xiàn)象是不可避免的，只是大小程度不同而已。
一、不同傳感器的交叉干擾的原理如何？
???? 催化燃燒傳感器(LEL)：
LEL傳感器的交叉響應(yīng)來(lái)自于催化劑。LEL傳感器的催化劑是金屬鈀，或是其它貴金屬。LEL傳感器的被測(cè)氣體基本上為甲烷CH4，也有專為乙炔C2H2而設(shè)計(jì)的LEL傳感器。但是只要是可燃?xì)怏w，LEL傳感器都有響應(yīng)，其交叉靈敏度的數(shù)據(jù)請(qǐng)見下表。
電化學(xué)傳感器(EC):
EC傳感器的交叉響應(yīng)來(lái)自于催化劑。EC傳感器的催化劑多為鉑、金、銥等貴重金屬。當(dāng)這些貴金屬的粒度達(dá)到μm以下級(jí)別時(shí)，它就能在常溫時(shí)催化氧化一些氣態(tài)物質(zhì)，并且其本身質(zhì)量并不會(huì)發(fā)生改變。但不足的是，每種金屬所能催化的氣體不是單一的，例如鉑能催化CO，也能催化H2S、C2H4、乙醇等。這就給氣體分析造成了不便，使得我們不知道被測(cè)氣體是哪一種，只知道傳感器有電流輸出。以下是CO傳感器4CM的交叉干擾系數(shù)表。
非色散紅外傳感器(NDIR):
NDIR傳感器的交叉干擾相對(duì)其它氣體傳感器較小。那是因?yàn)椴煌臍怏w在紅外波段的吸收波長(zhǎng)不同，例如CH4是3.3μm，CO2是4.25μm，CO是4.6μm……。大家可能比較容易忽視的是水H2O的紅外吸收波段，它和CH4有重疊的部分，導(dǎo)致空氣中濕度比較大的時(shí)候，NDIR? CH4傳感器的讀數(shù)會(huì)偏高。
光離子化傳感器(PID):
PID和NDIR傳感器恰恰相反，只要是能夠被紫外燈發(fā)出的UV光電離的氣體，PID都能檢測(cè)，PID幾乎不能區(qū)分氣種。HC氣體分子越大，電離能越低，分子中不飽和CC鍵越多，電離能越低，越容易電離和檢測(cè)。因此，在PID的應(yīng)用中，需要知道被測(cè)氣體的名稱，才能從PID的交叉靈敏度表格中去查詢，否則讀數(shù)也是不準(zhǔn)確的。和NDIR不同，被測(cè)氣體濕度高(即水蒸氣濃度高)，用PID測(cè)得的讀數(shù)會(huì)偏低。
金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):MOS傳感器的交叉干擾來(lái)自兩個(gè)方面：PN結(jié)和催化劑。很早人們就發(fā)現(xiàn)硅片上的PN結(jié)的電阻對(duì)溫度、濕度和環(huán)境空氣是敏感的。后來(lái)人們?yōu)榱朔糯笤撁舾卸龋驮赑N結(jié)上涂上了對(duì)可燃?xì)饷舾械拇呋瘎?，并加熱之，這樣就構(gòu)成了MOS傳感器。MOS也不具有氣體選擇性，從市面上的傳感器技術(shù)資料看來(lái)，凡是可燃?xì)?，MOS都是有響應(yīng)的，如下圖。
二、如何消除交叉干擾？
?????? 催化燃燒傳感器(LEL)：很難消除。一般說(shuō)來(lái)，LEL傳感器對(duì)可燃?xì)舛加许憫?yīng)，這種響應(yīng)是疊加的。只有一種可以實(shí)現(xiàn)，那就是去除分子比較大的HC類氣體，用分子篩的過(guò)濾器來(lái)去除，其副作用是造成傳感器響應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)。
????? 電化學(xué)傳感器(EC):首先要知道被測(cè)氣體的種類，然后在傳感器的交叉靈敏度表格中查到交叉干擾的系數(shù)。如果查不到，就需要找傳感器的供應(yīng)商技術(shù)支持工程師咨詢。比較好的消除交叉干擾的辦法是過(guò)濾其他氣體，例如，CO傳感器內(nèi)部會(huì)加入能夠過(guò)濾掉H2S,NO和NO2的過(guò)濾器。當(dāng)然，這種過(guò)濾器也是化學(xué)物質(zhì)，是消耗型的，有壽命的。而且，化學(xué)過(guò)濾器也不能過(guò)濾掉所有干擾氣體。如果幾種被測(cè)氣體是混在一起的，都要測(cè)出濃度，而且，EC傳感器對(duì)它們的交叉靈敏度又都不為零，那就需要用聯(lián)立多元一次方程組的辦法來(lái)解決了。此辦法在煙氣分析的儀器中是標(biāo)準(zhǔn)算法。
???? 非色散紅外傳感器(NDIR):幾乎不需要消除交叉干擾，因?yàn)椴煌瑲怏w的紅外吸收波長(zhǎng)是不一樣的。比較特別的是，水蒸氣對(duì)HC類氣體檢測(cè)的干擾。根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，在40℃，90%RH的條件下，NDIRCH4傳感器的讀數(shù)會(huì)比真值高1500PPM以上。在這種情況下，如果需要提高測(cè)量精讀，就需要用制冷除水法或用Nafion管除水法將大量的水蒸氣去除。紅外CH4傳感器對(duì)HC類的氣體都是有交叉響應(yīng)的，因?yàn)镃H4傳感器實(shí)際上測(cè)量的是H-C鍵的濃度，所以只要有H-C鍵的氣體，紅外CH4傳感器實(shí)際上都能測(cè)量。
?????? 光離子化傳感器(PID):基本上無(wú)法消除。因?yàn)镻ID是用來(lái)測(cè)量可揮發(fā)有機(jī)物(VOC)的，而通常VOC的分子都比較大，例如碳鏈長(zhǎng)度≥4。如果用分子篩或者活性炭過(guò)濾，VOC就都被吸附了，無(wú)法到達(dá)傳感器，也就測(cè)不出VOC濃度。但是，用活性炭過(guò)濾氣體，對(duì)PID來(lái)說(shuō)有另外一個(gè)好處，就是可以用活性炭過(guò)濾過(guò)的空氣來(lái)標(biāo)定零點(diǎn)。
?????? 金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):基本上無(wú)法消除。MOS是用來(lái)測(cè)量PPM級(jí)別的CH4、CO、H2、HC類有機(jī)氣體的，即使沒有催化劑的存在，PN結(jié)的電阻也會(huì)隨著以上氣體的濃度而發(fā)生改變，因此無(wú)法區(qū)分。如果一定要消除交叉干擾，也這只能采用過(guò)濾的方法來(lái)操作，利用分子篩過(guò)濾器。
