接觸燃燒式氣體傳感器原理

1、題目 傳感器作業(yè) 姓名 王磊 學(xué)號 090303122 班級電氣094 日期2011/11/1 接觸燃燒式氣體傳感器 1、檢測原理 可燃性氣體(H2、CO、CH4等)與空氣中的氧接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱(無焰接觸燃燒熱)，使得作為敏感材料的鉑絲溫度升高，電阻值相應(yīng)增大。一般情況下，空氣中可燃性氣體的濃度都不太高(低于10)，可燃性氣體可以完全燃燒，其發(fā)熱量與可燃性氣體的濃度有關(guān)?？諝庵锌扇夹詺怏w濃度愈大，氧化反應(yīng)(燃燒)產(chǎn)生的反應(yīng)熱量(燃燒熱)愈多，鉑絲的溫度變化(增高)愈大，其電阻值增加的就越多。因此，只要測定作為敏感件的鉑絲的電阻變化值(R)，就可檢測空氣中可燃性氣體的濃度。但是，使

2、用單純的鉑絲線圈作為檢測元件，其壽命較短，所以，實際應(yīng)用的檢測元件，都是在鉑絲圈外面涂覆一層氧化物觸媒。這樣既可以延長其使用壽命，又可以提高檢測元件的響應(yīng)特性。接觸燃燒式氣體敏感元件的橋式電路如圖。圖中F1是檢測元件；F2是補償元件，其作用是補償可燃性氣體接觸燃燒以外的環(huán)境溫度、電源電壓變化等因素所引起的偏差。工作時，要求在F1和F2上保持100mA200mA的電流通過，以供可燃性氣體在檢測元件F1上發(fā)生氧化反應(yīng)(接觸燃燒)所需要的熱量。當(dāng)檢測元件F1與可燃性氣體接觸時，由于劇烈的氧化作用(燃燒)，釋放出熱量，使得檢測元件的溫度上升，電阻值相應(yīng)增大，橋式電路不再平衡，在A、B間產(chǎn)生電位差E。

3、因為很小，可以在分母中省去，并且有 則 如果令則 這樣，在檢測元件F1和補償元件F2的電阻比RF2/RF1接近于1的范圍內(nèi)，A，B兩點間的電位差E，近似地與RF成比例。在此，RF是由于可燃性氣體接觸燃燒所產(chǎn)生的溫度變化(燃燒熱)引起的，是與接觸燃燒熱(可燃性氣體氧化反應(yīng)熱)成比例的，即可以用下面的公式來表示，C和的數(shù)值與檢測元件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)、表面處理方法等因素有關(guān)。Q是由可燃性氣體的種類決定。因而，在一定條件下，都是確定的常數(shù)。則 即A、B兩點間的電位差與可燃性氣體的濃度m成比例。如果在A、B兩點間連接電流計或電壓計，就可以測得A、B間的電位差E，并由此求得空氣中可燃性氣體的濃度。若與相

4、應(yīng)的電路配合，就能在空氣中當(dāng)可燃性氣體達到一定濃度時，自動發(fā)出報警信號，其感應(yīng)特性曲線如圖。2、結(jié)構(gòu)用高純的鉑絲,繞制成線圈,為了使線圈具有適當(dāng)?shù)淖柚?12),一般應(yīng)繞10圈以上。在線圈外面涂以氧化鋁或氧化鋁和氧化硅組成的膏狀涂覆層,干燥后在一定溫度下燒結(jié)成球狀多孔體。將燒結(jié)后的小球,放在貴金屬鉑、鈀等的鹽溶液中,充分浸漬后取出烘干。然后經(jīng)過高溫?zé)崽幚?使在氧化鋁(氧化鋁一氧化硅)載體上形成貴金屬觸媒層,最后組裝成氣體敏感元件。除此之外,也可以將貴金屬觸媒粉體與氧化鋁、氧化硅等載體充分混合后配成膏狀,涂覆在鉑絲繞成的線圈上,直接燒成后備用。另外，作為補償元件的鉑線圈,其尺寸、阻值均應(yīng)與檢測元件相同。并且,也應(yīng)涂覆氧化鋁或者氧化硅載體層,只是無須浸漬貴金屬鹽溶液或者混入貴金屬觸媒粉體,形成觸媒層而已。 3、應(yīng)用舉例：家用可燃性氣體報警電路 該圖是設(shè)