什么是氣敏傳感器
氣體傳感器是一種將氣體成分和濃度轉換成電信號的傳感器。在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中,它會暴露于各種氣體,需要檢測和控制。如化學生產(chǎn)中氣體成分的檢測與控制、煤礦瓦斯?jié)舛鹊臋z測與報警、環(huán)境污染監(jiān)測、氣體泄漏檢測與控制、火災報警和燃燒情況等。
(1)氣體傳感器的分類
氣體傳感器有多種,主要包括氣敏傳感器、敏感氣體傳感器和氣體成分傳感器等。前者主要有半導體氣體傳感器和固體電解質(zhì)氣體傳感器,后者主要有高頻分量傳感器和光學元件傳感器。由于半導體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應速度快、使用壽命長、成本低等優(yōu)點,因此被廣泛應用。本節(jié)將重點放在半導體氣體傳感器。
(2)半導體氣體傳感器的工作原理
半導體氣敏傳感器是利用半導體氣體傳感器與氣體接觸,從而在半導體性質(zhì)的變化來檢測特定氣體的成分或測量其濃度。
半導體氣敏傳感器大致可分為電阻和非電阻兩種類型。電阻式半導體氣體傳感器是利用半導體氣敏材料,如氧化錫(snq2),二氧化錳(MnO2)和其他金屬氧化物敏感元件,當他們吸收天然氣氣體,如氫、一氧化碳、烷基醚、苯和醉,如天然氣,將減少反應釋放出的熱量的元件溫度升高,改變電阻。通過使用這種半導體材料的特性,將氣體的組合物和濃度轉換成電信號,用于監(jiān)測和報警。
氣體傳感器電阻的濃度之間的一個典型的關系如圖4.42所示。可以看出,不同的氣體對不同的氣體的靈敏度,如乙醚、乙醚、氫氣等具有很高的靈敏度,而甲烷的靈敏度低。在一般情況下,隨著氣體濃度的增加,元素的阻力在一定范圍內(nèi)明顯增加,兩者之間的線性關系。
半導體氣體傳感器(3)的應用
由于半導體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應時間和恢復時間長、使用壽命長、成本低等優(yōu)點,因此得到了廣泛的應用。按照用途,可分為檢測、報警、自動控制儀表和測試儀器等各類。
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