氣敏傳感器公開課ppt

1、 氣敏傳感器氣敏傳感器 提問：同學(xué)們都會知道哪些是有毒有害的氣體呢？ 煤氣、CO、甲烷、煙霧是的，這些氣體當(dāng)達到一定濃度的時候都會危機到我們的生命。2、那我們要如何預(yù)防有害氣體對我們的生命安全造成的傷害呢？裝個對這些有害氣體敏感的報警器。這章要介紹的氣敏傳感器就是這種報警器電路里一個很重要的器件。接下來我們就開始介紹氣敏傳感器。 氣敏傳感器的作用相當(dāng)于我們的氣敏傳感器的作用相當(dāng)于我們的鼻子，可鼻子，可“嗅嗅”出空氣中某種特定的出空氣中某種特定的氣體，并判定氣體的濃度，從而氣體，并判定氣體的濃度，從而實現(xiàn)對氣體成分的檢測和監(jiān)測，實現(xiàn)對氣體成分的檢測和監(jiān)測，以改善人們的生活水平，保障人們以改善人們

2、的生活水平，保障人們的生命。的生命。環(huán)境污染、火災(zāi)報警環(huán)境污染、火災(zāi)報警煤礦煤礦化工化工氣體濃度的表示？氣體濃度的表示？對環(huán)境大氣（空氣）中污染物對環(huán)境大氣（空氣）中污染物濃度濃度的表示方法有兩種：的表示方法有兩種：1、質(zhì)量質(zhì)量濃度表示法：每立方米空氣中所含污染物的質(zhì)量濃度表示法：每立方米空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，即數(shù)，即mg/m32、體積體積濃度表示法：一百萬體積的空氣中所含污染物的濃度表示法：一百萬體積的空氣中所含污染物的體積數(shù)，即體積數(shù)，即ppm 大部分氣體檢測儀器測得的氣體濃度都是體積濃度大部分氣體檢測儀器測得的氣體濃度都是體積濃度（ppm）。而按中國規(guī)定，特別是環(huán)保部門，則要求氣體濃

3、度）。而按中國規(guī)定，特別是環(huán)保部門，則要求氣體濃度以質(zhì)量濃度的單位（以質(zhì)量濃度的單位（mg/m3）表示，中國的標(biāo)準規(guī)范也都是采）表示，中國的標(biāo)準規(guī)范也都是采用質(zhì)量濃度單位（如：用質(zhì)量濃度單位（如：mg/m3）表示。）表示。什么是氣敏傳感器？什么是氣敏傳感器？ 氣敏傳感器是用來檢測氣體類別、濃度和成分的傳感器。氣敏傳感器是用來檢測氣體類別、濃度和成分的傳感器。 由于氣體種類繁多由于氣體種類繁多, 性質(zhì)各不相同，不可能用一種傳感器檢測所性質(zhì)各不相同，不可能用一種傳感器檢測所有類別的氣體，因此，能實現(xiàn)氣有類別的氣體，因此，能實現(xiàn)氣-電轉(zhuǎn)換的傳感器種類很多，按電轉(zhuǎn)換的傳感器種類很多，按構(gòu)成氣敏傳感器材

4、料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類。目前實構(gòu)成氣敏傳感器材料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類。目前實際使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。際使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。 煙霧報警器煙霧報警器酒精傳感器酒精傳感器二氧化碳傳感器二氧化碳傳感器氣敏電阻外形氣敏電阻外形 酒精傳感器酒精傳感器 其他可燃性其他可燃性氣體傳感器氣體傳感器酒精測試儀酒精測試儀呼氣管呼氣管家庭用液化氣家庭用液化氣報警器報警器一氧化碳傳感器一氧化碳傳感器其他氣體傳感器其他氣體傳感器NH3傳感器傳感器甲烷傳感器甲烷傳感器二氧化碳濃度傳感器二氧化碳濃度傳感器 氧濃度傳感器外形氧濃度傳感器外形 可用于汽車可用于汽車尾氣測量尾氣測量汽車尾氣分析汽車

5、尾氣分析有毒氣體傳感器的使用有毒氣體傳感器的使用1 1、氣敏傳感器的性能要求：、氣敏傳感器的性能要求： l 對被測氣體具有較高的靈敏度對被測氣體具有較高的靈敏度l 對被測氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感對被測氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感 l 性能穩(wěn)定，重復(fù)性好性能穩(wěn)定，重復(fù)性好 l 動態(tài)特性好，對檢測信號響應(yīng)迅速動態(tài)特性好，對檢測信號響應(yīng)迅速l 使用壽命長使用壽命長 l 制造成本低，使用與維護方便等制造成本低，使用與維護方便等 氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的，由于檢測氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的，由于檢測現(xiàn)場溫度、濕度的變化很大，又存在大量粉塵和油霧等，所以現(xiàn)場溫度、濕度

6、的變化很大，又存在大量粉塵和油霧等，所以其工作條件較惡劣，而且氣體對傳感元件的材料會產(chǎn)生化學(xué)反其工作條件較惡劣，而且氣體對傳感元件的材料會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)物，附著在元件表面，往往會使其性能變差。因此，對氣敏應(yīng)物，附著在元件表面，往往會使其性能變差。因此，對氣敏元件有下列要求：元件有下列要求：2、常見氣敏傳感器的分類、常見氣敏傳感器的分類 3、半導(dǎo)體氣敏傳感器的機理、半導(dǎo)體氣敏傳感器的機理 半導(dǎo)體式氣敏傳感器：半導(dǎo)體式氣敏傳感器： 利用半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸，造成半導(dǎo)體的利用半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸，造成半導(dǎo)體的電電導(dǎo)率導(dǎo)率等物理性質(zhì)發(fā)生變化的原理來檢測特定氣體的等物理性質(zhì)發(fā)生變化的原理來檢測特定

7、氣體的成分或者濃度成分或者濃度材料：氣敏電阻的材料是金屬氧化物半導(dǎo)體；材料：氣敏電阻的材料是金屬氧化物半導(dǎo)體； 其中其中P型：如氧化鈷、型：如氧化鈷、 氧化鉛、氧化銅、氧化鎳等。氧化鉛、氧化銅、氧化鎳等。 N型：如氧化錫、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎢等。型：如氧化錫、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎢等。 合成材料有時還滲入了催化劑合成材料有時還滲入了催化劑, 如鈀（如鈀（Pd）、鉑）、鉑（Pt）、銀（）、銀（Ag）等。 表表7-1 半導(dǎo)體氣敏元件的分類半導(dǎo)體氣敏元件的分類 基本原理基本原理 是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化而制成的。值變

8、化而制成的。 半導(dǎo)體氣敏材料半導(dǎo)體氣敏材料吸附氣體的能力很強吸附氣體的能力很強。當(dāng)半導(dǎo)體器件被加當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時，被吸熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在表面物性自由擴散，失去運動能量，一部附的分子首先在表面物性自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處（化學(xué)吸附）。吸附處（化學(xué)吸附）。 當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的親和力時，當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的親和力時， 吸附分吸附分子將從器件奪得電子而變成負離子吸附，子將從器件奪得電

9、子而變成負離子吸附， 半導(dǎo)體表面半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。氧氣等具有負離子吸附傾向的氣體被稱呈現(xiàn)電荷層。氧氣等具有負離子吸附傾向的氣體被稱為為氧化型氣體或電子接收性氣體氧化型氣體或電子接收性氣體。 如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的離解能，吸附分如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體有石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、離子吸附傾向的氣體有石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。 它們被稱為它們被稱為還原型氣還原型氣體或電子供給性氣體體或電子供給性氣體

10、，也就是在化學(xué)反應(yīng)中能給出電，也就是在化學(xué)反應(yīng)中能給出電子，化學(xué)價升高的氣體；多數(shù)屬于可燃性氣體。子，化學(xué)價升高的氣體；多數(shù)屬于可燃性氣體。當(dāng)當(dāng)氧化型氣體吸附到氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（SnO2, ZnO)上，上，還原型氣體吸附到還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體(CrO3)上時，將上時，將使半導(dǎo)體載流子減少，而使電阻值增大。使半導(dǎo)體載流子減少，而使電阻值增大。當(dāng)還原型氣體吸附到當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，氧化型氣體型半導(dǎo)體上，氧化型氣體吸附到吸附到P型半導(dǎo)體上時，則載流子增多，使半型半導(dǎo)體上時，則載流子增多，使半導(dǎo)體電阻值下降。導(dǎo)體電阻值下降。圖圖 9-1 N型半導(dǎo)體吸附氣體時

11、器件阻值變化圖型半導(dǎo)體吸附氣體時器件阻值變化圖 100550加熱開關(guān)大氣中2 min 4 min吸氣時還原型氧化型穩(wěn)定狀態(tài)器件加熱響應(yīng)時間約1 min以內(nèi)器件電阻 / k規(guī)則總結(jié)規(guī)則總結(jié)：氧化型氣體氧化型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加電阻增加還原型氣體還原型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小電阻減小氧化型氣體氧化型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小電阻減小還原型氣體還原型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加電阻增加 4 、半導(dǎo)體氣敏傳感器類型及結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體氣敏傳感器類型及結(jié)構(gòu) 1.

12、 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器 圖圖9-2 氣敏半導(dǎo)體傳感器的器件結(jié)構(gòu)氣敏半導(dǎo)體傳感器的器件結(jié)構(gòu)(a) 燒結(jié)型氣敏器件；燒結(jié)型氣敏器件； (b) 薄膜型器件；薄膜型器件； (c) 厚膜型器件厚膜型器件 330.5(單位: mm)7(c)氧化鋁基片Pt電極氧化物半導(dǎo)體器件加熱用的加熱器(印制厚膜電阻)圖圖9-2 氣敏半導(dǎo)體傳感器的器件結(jié)構(gòu)氣敏半導(dǎo)體傳感器的器件結(jié)構(gòu) (a) 燒結(jié)型氣敏器件；燒結(jié)型氣敏器件； (b) 薄膜型器件；薄膜型器件； (c) 厚膜型器件厚膜型器件 由于加熱方式一般有直熱式和旁熱式兩種，因而形成了直熱由于加熱方式一般有直熱式和旁熱式兩種，因而形成了直熱式和旁熱

13、式氣敏元件。直熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號如圖式和旁熱式氣敏元件。直熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號如圖9-3所所示。示。圖圖 9-3 直熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號直熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號 (a) 結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)； (b) 符號符號1234SnO2燒結(jié)體IrPd合金絲(加熱器兼電極)13242 41 3(a)(b) 旁熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號如圖旁熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號如圖9-4所示所示圖圖 9-4 旁熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號旁熱式氣敏器件的結(jié)構(gòu)及符號 (a) 旁熱式結(jié)構(gòu)；旁熱式結(jié)構(gòu)； (b) 符號符號 2. 非電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器非電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器 非電阻型氣敏器件也是半導(dǎo)體氣敏傳感器之一。它是利

14、用非電阻型氣敏器件也是半導(dǎo)體氣敏傳感器之一。它是利用MOS二極管的電容二極管的電容電壓特性的變化以及電壓特性的變化以及MOS場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的閾值電壓的變化等物性而制成的氣敏元件。由的閾值電壓的變化等物性而制成的氣敏元件。由于類器件的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩(wěn)定于類器件的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩(wěn)定且價格便宜。且價格便宜。 利用特定材料還可以使器件對某些氣體特別敏感。利用特定材料還可以使器件對某些氣體特別敏感。 (1) MOS二極管氣敏器件二極管氣敏器件 MOS二極管氣敏元件制作過程二極管氣敏元件制作過程是在是在P型半導(dǎo)體硅片上，利用熱氧

15、化工藝生成一層厚度為型半導(dǎo)體硅片上，利用熱氧化工藝生成一層厚度為50100 nm的二氧化硅的二氧化硅(SiO2)層，然后在其上面蒸發(fā)一層鈀層，然后在其上面蒸發(fā)一層鈀(Pd)的金屬的金屬薄膜，作為柵電極，如圖薄膜，作為柵電極，如圖9-5(a)所示。所示。圖圖 9-5 MOS二極管結(jié)構(gòu)和等效電路二極管結(jié)構(gòu)和等效電路 (a) 結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)； (b) 等效電路；等效電路； (c) C-U特性特性 M(Pd)SiO2PSiCaCsCOVab(a)(b)(c) (2)MOS場效應(yīng)晶體管氣敏器件場效應(yīng)晶體管氣敏器件 鈀鈀-MOS場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管(Pd-MOSFET)的結(jié)構(gòu)，的結(jié)構(gòu)， 參見圖參見圖9-6

16、。圖圖 9-6 鈀鈀MOS場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)PSiNNAlSiO2DSPd柵（1）氣敏元件靈敏度特性氣敏元件靈敏度特性燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型SnO2氣敏器件對氣敏器件對氣體的靈敏度特性如右圖所示。氣敏元件氣體的靈敏度特性如右圖所示。氣敏元件的阻值的阻值RC與空氣中被測氣體的濃度與空氣中被測氣體的濃度C成對成對數(shù)關(guān)系：數(shù)關(guān)系： log RCm logC+n式中式中n與氣體檢測靈敏度有關(guān)，除了隨材料與氣體檢測靈敏度有關(guān)，除了隨材料和氣體種類不同而變化外，還會由于測量和氣體種類不同而變化外，還會由于測量溫度和添加劑的不同而發(fā)生大幅度變化。溫度和添加劑的不同而發(fā)

17、生大幅度變化。m為氣體的分離度，隨氣體濃度變化而變?yōu)闅怏w的分離度，隨氣體濃度變化而變化，對于可燃性氣體，化，對于可燃性氣體， 。 2131 m 在氣敏材料在氣敏材料SnO2中添加鉑中添加鉑(Pt)或鈀或鈀(Pd)等作為催化劑，可以提高其靈等作為催化劑，可以提高其靈敏度和對氣體的選擇性。添加劑的成分和含量、元件的燒結(jié)溫度和工作溫敏度和對氣體的選擇性。添加劑的成分和含量、元件的燒結(jié)溫度和工作溫度都將影響元件的選樣性。度都將影響元件的選樣性。5、氣敏元件的基本特性、氣敏元件的基本特性 1. SnO2系系（2 2）SnOSnO2 2材料的物理、化學(xué)穩(wěn)定性較好，與其它類型氣敏材料的物理、化學(xué)穩(wěn)定性較好，

18、與其它類型氣敏元件（如接觸燃燒式氣敏元件）相比，元件（如接觸燃燒式氣敏元件）相比，SnOSnO2 2氣敏元件壽氣敏元件壽命長、穩(wěn)定性好、耐腐蝕性強。命長、穩(wěn)定性好、耐腐蝕性強。 （3 3）SnOSnO2 2氣敏元件對氣體檢測是可逆的，而且吸附、脫附氣敏元件對氣體檢測是可逆的，而且吸附、脫附時間短，可連續(xù)長時間使用。時間短，可連續(xù)長時間使用。 （4 4）元件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性較高，機械性能良）元件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性較高，機械性能良好。好。 （5 5）對氣體檢測不需要復(fù)雜的處理設(shè)備。可將待檢測氣）對氣體檢測不需要復(fù)雜的處理設(shè)備。可將待檢測氣體濃度可通直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栿w濃度可通直接轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

19、電信號, ,信號處理電路簡單。信號處理電路簡單。 影響影響 SnOSnO2 2氣敏效應(yīng)的主要因素氣敏效應(yīng)的主要因素（1 1）SnOSnO2 2結(jié)構(gòu)組成對氣敏效應(yīng)的影響結(jié)構(gòu)組成對氣敏效應(yīng)的影響 SnOSnO2 2具有金紅石型晶體結(jié)構(gòu)，用于制作氣敏元件的具有金紅石型晶體結(jié)構(gòu)，用于制作氣敏元件的SnOSnO2 2，一般都是偏離化學(xué)計量比的，在一般都是偏離化學(xué)計量比的，在SnOSnO2 2中有氧空位或錫間隙中有氧空位或錫間隙原子。這種結(jié)構(gòu)缺陷直接影響氣敏器件特征。一般地說原子。這種結(jié)構(gòu)缺陷直接影響氣敏器件特征。一般地說，SnOSnO2 2中氧空位多，氣敏效應(yīng)明顯。中氧空位多，氣敏效應(yīng)明顯。 （2 2）

20、SnOSnO2 2中添加物對氣敏效應(yīng)的影響中添加物對氣敏效應(yīng)的影響 實驗證明，實驗證明，S SnOnO2 2中的添加物質(zhì)，對其氣敏效應(yīng)有明顯影響。中的添加物質(zhì)，對其氣敏效應(yīng)有明顯影響。 表表7-37-3列出了具有不同添加物質(zhì)的列出了具有不同添加物質(zhì)的SnOSnO2 2氣敏元件的氣敏效應(yīng)。氣敏元件的氣敏效應(yīng)。 （3 3）燒結(jié)溫度和加熱溫度對氣敏效應(yīng)的影響）燒結(jié)溫度和加熱溫度對氣敏效應(yīng)的影響 實驗證明，實驗證明，制作元件的燒結(jié)溫度和元件工作時的加熱溫度，制作元件的燒結(jié)溫度和元件工作時的加熱溫度，對其氣敏性能有明顯影響對其氣敏性能有明顯影響。因此，利用元件這一特性可進。因此，利用元件這一特性可進行選

21、擇檢測。行選擇檢測。 表表7-3 添加物對添加物對SnO2氣敏效應(yīng)的影響氣敏效應(yīng)的影響 添加物質(zhì) 檢測氣體 使用溫度（） PdO,Pd CO，C3H8 酒精 200300 Pd,Pt過渡金屬 CO，C3H8 200300 PdCI2 ，SbCI3 CH4，C3H8, CO 200300 Sb2O3,TiO2TIO3 250300 V2O5，Cu 250400 稀土類 酒精系可燃性氣體 過渡金屬 還原性氣體 250300 Sb2O3,Bi2O3 還原性氣體 500800 高嶺土（陶土），Bi2O3 WO LPG，CO，城市煤氣，酒精酒精，丙酮碳氫系還原性氣體200300（4） SnO2氣敏元件易

22、受環(huán)境溫度和濕度的影響，上圖給出氣敏元件易受環(huán)境溫度和濕度的影響，上圖給出了了SnO2氣敏元件受環(huán)境溫度、濕度影響的綜合特性曲線。氣敏元件受環(huán)境溫度、濕度影響的綜合特性曲線。由于環(huán)境溫度、濕度對其特性有影響，所以便用時，通常由于環(huán)境溫度、濕度對其特性有影響，所以便用時，通常需要加溫度補償。需要加溫度補償。 2ZnO(氧化鋅氧化鋅)系氣敏元件系氣敏元件 ZnO系氣敏元件對還原性氣體有較高的靈敏度。它的工作溫度比系氣敏元件對還原性氣體有較高的靈敏度。它的工作溫度比SnO2系氣敏元件約高系氣敏元件約高100左右，因此不及左右，因此不及SnO2系元件應(yīng)用普遍。同樣如系元件應(yīng)用普遍。同樣如此，要提高此，

23、要提高ZnO系元件對氣體的選擇性，也需要添加系元件對氣體的選擇性，也需要添加Pt和和Pd等添加劑。等添加劑。例如在例如在ZnO中添加中添加Pd，則對，則對H2和和CO呈現(xiàn)出較高的靈敏度；而對丁烷呈現(xiàn)出較高的靈敏度；而對丁烷(C4H10)、丙烷、丙烷(C4H8)、乙烷、乙烷(C4H6)等烷烴類氣體則靈敏度很低，如下圖等烷烴類氣體則靈敏度很低，如下圖(a)所示。如果在所示。如果在ZnO中添加中添加Pt，則對烷烴類氣體有很高的靈敏度，而且含碳，則對烷烴類氣體有很高的靈敏度，而且含碳量越多、靈敏度越高，而對量越多、靈敏度越高，而對H2和和CO氣體則靈敏度很低，如下圖氣體則靈敏度很低，如下圖(b)所示。

24、所示。三、氣體傳感器的應(yīng)用三、氣體傳感器的應(yīng)用 氣敏傳感器應(yīng)用較廣泛的是用于防災(zāi)報警，如可制成液化氣敏傳感器應(yīng)用較廣泛的是用于防災(zāi)報警，如可制成液化石油氣、天燃氣、城市煤氣、煤礦瓦斯以及有毒氣體等方石油氣、天燃氣、城市煤氣、煤礦瓦斯以及有毒氣體等方面的報警器。也可用于對大氣污染進行監(jiān)測以及在醫(yī)療上面的報警器。也可用于對大氣污染進行監(jiān)測以及在醫(yī)療上用于對用于對O2O2、CO2CO2等氣體的測量。生活中則可用于空調(diào)機、烹等氣體的測量。生活中則可用于空調(diào)機、烹調(diào)裝置、酒精濃度探測等方面。調(diào)裝置、酒精濃度探測等方面。 (1)(1)、電源電路、電源電路 一般氣敏元件的工作電壓不高一般氣敏元件的工作電壓不

25、高(3V(3V10V)10V)，其工作電壓，特別是供給，其工作電壓，特別是供給加熱的電壓，必須穩(wěn)定。否則，將導(dǎo)加熱的電壓，必須穩(wěn)定。否則，將導(dǎo)致加熱器的溫度變化幅度過大，使氣致加熱器的溫度變化幅度過大，使氣敏元件的工作點漂移，影響檢測準確敏元件的工作點漂移，影響檢測準確性。性。 (2) (2)、輔助電路、輔助電路 由于氣敏元件自身的特性由于氣敏元件自身的特性( (溫度系數(shù)、濕度系數(shù)、初期穩(wěn)定性等溫度系數(shù)、濕度系數(shù)、初期穩(wěn)定性等) )，在，在設(shè)計、制作應(yīng)用電路時，應(yīng)予以考慮。如采用溫度補償電路，減少氣敏元設(shè)計、制作應(yīng)用電路時，應(yīng)予以考慮。如采用溫度補償電路，減少氣敏元件的溫度系數(shù)引起的誤差；設(shè)置

26、延時電路，防止通電初期，因氣敏元件阻件的溫度系數(shù)引起的誤差；設(shè)置延時電路，防止通電初期，因氣敏元件阻值大幅度變化造成誤報；使用加熱器失效通知電路，防止加熱器失效導(dǎo)致值大幅度變化造成誤報；使用加熱器失效通知電路，防止加熱器失效導(dǎo)致漏報現(xiàn)象。漏報現(xiàn)象。(3)(3)、檢測工作電路、檢測工作電路 這是氣敏元件應(yīng)用電路的主體部分。這是氣敏元件應(yīng)用電路的主體部分。 下圖是設(shè)有串聯(lián)蜂鳴器的應(yīng)用電路。隨著環(huán)境中可燃性氣體濃度的增加，氣敏下圖是設(shè)有串聯(lián)蜂鳴器的應(yīng)用電路。隨著環(huán)境中可燃性氣體濃度的增加，氣敏元件的阻值下降到一定值后，流入蜂鳴器的電流，足以推動其工作而發(fā)出報警元件的阻值下降到一定值后，流入蜂鳴器的電

27、流，足以推動其工作而發(fā)出報警信號。信號。 220VBZ 氖管家用可燃性氣體報警器電路氣敏傳感器蜂鳴器BR案例案例1.燃氣報警器燃氣報警器各類易燃、易爆、有毒、有害氣體的檢測和報警都可各類易燃、易爆、有毒、有害氣體的檢測和報警都可以用相應(yīng)的氣敏傳感器及其相關(guān)電路來實現(xiàn)，如氣體以用相應(yīng)的氣敏傳感器及其相關(guān)電路來實現(xiàn)，如氣體成分檢測儀、氣體報警器、空氣凈化器等已用于工廠、成分檢測儀、氣體報警器、空氣凈化器等已用于工廠、礦山、家庭、娛樂場所等。礦山、家庭、娛樂場所等。家用燃氣泄漏報警器家用燃氣泄漏報警器 下圖是一種最簡單的家用氣體報警器電路。氣下圖是一種最簡單的家用氣體報警器電路。氣- -電轉(zhuǎn)換器件采

28、用電轉(zhuǎn)換器件采用測試回路高電壓的直熱式氣敏元件測試回路高電壓的直熱式氣敏元件TGS109TGS109。當(dāng)室內(nèi)可燃性氣體增加。當(dāng)室內(nèi)可燃性氣體增加時，由于氣敏元件接觸到可燃性性氣體而其阻值降低，這樣流經(jīng)回時，由于氣敏元件接觸到可燃性性氣體而其阻值降低，這樣流經(jīng)回路的電流便增加，可直接驅(qū)動蜂鳴器報警。路的電流便增加，可直接驅(qū)動蜂鳴器報警。 設(shè)計報警時，應(yīng)合理選擇開始報警濃度，選低了，靈敏度高，設(shè)計報警時，應(yīng)合理選擇開始報警濃度，選低了，靈敏度高，容易產(chǎn)生誤報；選高了，又容易造成漏報，起不到報警效果容易產(chǎn)生誤報；選高了，又容易造成漏報，起不到報警效果 220VBZ 氖管家用可燃性氣體報警器電路氣敏傳感器蜂鳴器BR案例案例2.酒精傳感器酒精傳感器圖為防止酒后開車控制器原理圖。圖中圖為防止酒后開車控制器原理圖。圖中QMJ1QMJ1為酒敏元件。若司機沒