氣體傳感器介紹

氣體傳感器介紹氣體傳感器簡介1、穩(wěn)定性2、靈敏度3、選擇性4、抗腐蝕性氣體傳感器分類1氣體傳感器簡介品抽吸、甚至對樣品進展化學處理以便化學傳感器進展更快速的測量。采樣方法直接影響傳感器的響應(yīng)時間。目前，氣體的采樣方式主要是通過簡目標氣體穿過探頭內(nèi)的傳感器，產(chǎn)生一個正比于氣體濃度的信號。由于集中過程漸趨減慢，所以集中法需要探頭的位置格外接近于測量點。集中法的一個優(yōu)點是它將氣體樣本直接引入傳感器而無需物理和化學變換。種目標氣體和汽化物如SiH4以及大多數(shù)生物溶劑，氣體和汽化物樣品量可能會由于它們的吸附作用甚至分散在采樣管壁上而削減。在任何狀況下，探頭及其內(nèi)部氣體傳感器都必需能夠檢測某給定值以上的氣體濃度，并發(fā)出報警信號;或者說，當氣體濃度低于給定值時，探頭不允許發(fā)出警報。常常誤警會使人對傳感器的牢靠性產(chǎn)生疑心，而無視正確發(fā)出的警報，最終可能造成嚴峻的后果。在介紹氣體傳感器之前，有必要先對氣體傳感器的一些特性作一介紹:1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指傳感器在整個工作時間內(nèi)根本響應(yīng)的穩(wěn)定性。它由零點漂移和區(qū)間漂移來考察。零點漂移是指在沒有目標氣體時在整個工作時間內(nèi)傳感器對根本線性條件的響應(yīng)的變化，抱負狀況下，一個傳感器可以在連續(xù)工作狀況下每年零10%。區(qū)間漂移是指傳感器連續(xù)置于目標氣體中的響應(yīng)變化，它表現(xiàn)為傳感器輸出在工作時間內(nèi)的降低。一個傳感器可以在連續(xù)工作狀況下每年區(qū)間10%。2、靈敏度靈敏度是指傳感器的輸出增量與被測輸入量之比，主要依靠于傳感器構(gòu)造所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計原理都承受四種測定原理之一，即生物化學、電化學、物理、光學。在設(shè)計之初首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對目標氣體的閥限值(TLU—thresh-old limit value)或最低爆炸限(LEL—lowerexplosivelimit)的百分比的檢測要有足夠的靈敏性。3、選擇性選擇性也被稱為穿插靈敏度。它可以通過測量由某一濃度的干擾氣體所產(chǎn)生這種特性在工業(yè)加工領(lǐng)域追蹤多種氣體的應(yīng)用中是格外重要的，由于穿插靈敏度會降低測量的重復(fù)性和牢靠性，抱負傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高的選擇性。4、抗腐蝕性抗腐蝕性是指傳感器暴露于高濃度目標氣體中的力量。在氣體大量泄漏時，零點校正值應(yīng)盡可能小。:1)低本錢;長壽命;易于標定和維護;無需簡單的外圍設(shè)備;所產(chǎn)生的電子信號不需要由簡單的電子電路來處理。課題。2:半理和制造工藝進展介紹。①幾種主要氣體傳感器工作原理半導(dǎo)體氣體傳感器半導(dǎo)體氣體傳感器是承受金屬氧化物或金屬——金屬氧化物材料做成的元或伏安特性或外表電位變化。這些都是由材料的半導(dǎo)體性質(zhì)打算的。制可以分為電阻式和非電阻式兩種。2

, ZnO ,FeO2 3

,TiO2

,WO3

制成的阻抗器件，硫化物時，簡潔中毒?，F(xiàn)在除了傳統(tǒng)的SnO , SnO2

FeO2

三大類外，又爭論開發(fā)了一批型材料，包括單一金屬氧化物材料，復(fù)合金屬氧化物材料以及混合金屬氧化物材料。這些型材料的爭論和開發(fā)，大大提高了氣體傳感器的特性和應(yīng)用范圍。Pt,Pd,Ir等貴金屬能有效地提高元件的靈敏度SnO2

基半導(dǎo)體氣敏材料攙雜，Pt,Pd,Au提高對CH4

的靈敏度，Ir降低對CH4

的靈敏度;Pt,AuH2PdH2

的靈敏度。(可級)、全都性好、小型化、易集成等特點。另一類半導(dǎo)體氣體傳感器是MOS二極管式和結(jié)型二極管式以及場效應(yīng)管式的非電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器。其電流或電壓隨著氣體含量而變化，MOSFET氣體傳感器工作原理是揮發(fā)性有機化合物(VOC)與催化金屬如把接觸發(fā)生反響，反響產(chǎn)物集中到VOC。通過轉(zhuǎn)變催化金屬的種類和膜厚可優(yōu)化靈敏度和選擇性，并可轉(zhuǎn)變工作溫度。MOSFET氣體傳感器靈敏度高，但制作工藝比較簡單，本錢高。電化學型氣體傳感器濃度，和原電池式不同的是，它需要由外界施加特定電壓，它除了能檢測CO,NO, NO2

,O, SO2

主要的優(yōu)點是檢測氣體的靈敏度高，選擇性好。固體電解質(zhì)氣體傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器是一種以離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的化學電池。70年月開頭傳感器分為下面三類:例如氧氣傳感器等。類:材料中吸附待測氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動離子不一樣的傳感器，例如用于測量氧氣的由固體電解質(zhì)SrFhPt電極組成的氣體傳感器。2類:材料中吸附待測氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動離子以及材料中的CO固體電解質(zhì)氣體傳感器是2由固體電解質(zhì)NASICON(NaZrSiPO )h和關(guān)心電極材料NaCOBaCO或3 2 2 12 2 3 3LiCO2

CaCO3

、LiCO2

BaCO3

組成的。目前近開發(fā)的高質(zhì)量固體電解質(zhì)傳IIINO2

的由固體電解質(zhì)NASICON和輔助電極NaNO2 2

LiCO2

制成的傳感器用于測量H

S的由固體電解質(zhì)2YST-Au-WO3

制成的傳感器;用于測量NH3

的由固體電解質(zhì)NH

-CaO4 2

制成的傳感器;NO2

Ag

0.4

Na7.6

(AlSiO4

)(NO)6 22

和電極Ag-Au制成的傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器R電熱絲等在通電狀態(tài)下，可燃性氣體氧化燃燒或者在催化劑器對不燃燒氣體不敏感。例如在鉑絲上涂敷活性催化劑Rh和Pd等制成的傳感感器在環(huán)境溫度下格外穩(wěn)定并能對處于爆炸下限的絕大多數(shù)可燃性氣體進展檢測。光學式氣體傳感器光纖波導(dǎo)式，其主要優(yōu)點是靈敏度高，牢靠性好。VOC與熒光染料發(fā)生作用時，染料VOC。〔6〕高分子氣體傳感器感器和聲外表波器件相結(jié)合，在毒性氣體和食品鮮度等方面的檢測具有重要作用。高分子氣體傳感器依據(jù)氣敏特性主要可分為下面幾種:1〕高分子電阻式氣體傳感器料主要有酞著聚合物、LB膜，聚毗咯等。其主要優(yōu)點是制作工藝簡潔，本錢低品之間性能差異。濃差電池式氣體傳感器濃差電池式氣體傳感器的工作原理是:氣敏材料吸取氣體時形成濃差電池，測量輸出的電動勢就可測量氣體濃度，目前主要有聚乙烯醇一磷酸等材料。SAW氣體傳感器制作在壓電材料的襯底上，一端的外表為輸入傳感器，另一端為輸出傳感器。兩者之間的區(qū)域淀積了能吸附VOC的聚合物膜。被吸附的很寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，對濕度響應(yīng)低和良好的可重復(fù)性。SAW傳感器輸出為準數(shù)字信號，因此可簡便地與微處理器接口。此外，SAW而降低測量本錢。Ⅳ石英