MQ-3酒精傳感器的介紹

1、2.3.1酒精傳感器的介紹酒精傳感器MQ-3的基本原理可簡(jiǎn)述為將探測(cè)到的酒精濃度轉(zhuǎn)換成有用電信號(hào)的器件，并根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與待測(cè)氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息ii。MQ-3型氣敏傳感器由陶瓷管和二氧化硅敏感層、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。氣敏傳感器的外觀和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式如圖2.4所示，它是由微型氧化鋁陶瓷管、氧化鋅敏感層，測(cè)量引腳電極和溫度加熱器組成12。敏感元件固定在塑料或不繡鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有六個(gè)管腳輸出，其中四個(gè)用于信號(hào)的取出，二個(gè)用于提供加熱的

2、電流。圖2.4酒精傳感器的外觀和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式圖中、分別表示MQ-3乙醇傳感器的引腳排列圖、引腳功能圖、使用接線圖。其中H-H表示加熱極（5V）,A-A、B-B傳感器表示敏感元件的兩個(gè)極，圖中框圖中'V”為傳感器的工作電壓，同時(shí)也是加熱的電壓。在工作時(shí)，氣敏傳感器的加熱電壓選取交流或直流5V均可。當(dāng)其被受熱后，加溫室環(huán)境中的可燃?xì)怏w濃度迅速增大，傳感器的內(nèi)阻阻值將會(huì)迅速降低，利用該特性并結(jié)合電路分析中的分壓原理，分析便得知Vout的值將逐漸增大，當(dāng)超過預(yù)設(shè)定的閾值時(shí)，可產(chǎn)生相應(yīng)的操作13。經(jīng)過處理后檢測(cè)信號(hào)由電阻值轉(zhuǎn)變成電壓值，就可用于后續(xù)電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和處理。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩

3、部分組成。其一為加熱回路，其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面的電阻值變化。傳感器表面電阻Rs的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻Rl上的有效電壓信號(hào)UrL輸出獲得的。二者之間的關(guān)系表述為：Rs/Rl=（VUrl）/Url（2-1）其中，V為回路電壓，電壓為10V,負(fù)載電阻RL可調(diào)為0.5200KQ。負(fù)載電阻RL可調(diào)，加熱電壓一般為5V。傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度的關(guān)系慎密，為了使測(cè)量的酒精濃度最高誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測(cè)量前需將傳感器預(yù)熱5分鐘。預(yù)熱后半導(dǎo)體顆粒表面的吸附可導(dǎo)致材料載流子濃度發(fā)生相應(yīng)變化，從而改變電導(dǎo)率，使傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生改變來(lái)相應(yīng)反映濃度變

4、化14半導(dǎo)體方式的MQ-3酒精傳感器具有靈敏度高、電路簡(jiǎn)單、使用方便、所需費(fèi)用低、穩(wěn)定性好以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以把氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，因此得到廣泛應(yīng)用oMQ-3酒精傳感器可用于機(jī)動(dòng)車駕駛員呼氣中酒精濃度的檢測(cè)，以及其它嚴(yán)禁酒后操作的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境探測(cè)，也可用于其它場(chǎng)所的乙醇蒸氣勘測(cè)工作等。MQ-3酒精傳感器的實(shí)物中包含有6只針狀管腳，其中4個(gè)管腳（兩個(gè)A和兩個(gè)B）用于信號(hào)讀取，兩個(gè)H腳用于提供加熱電流。223MQ-3靈敏度市面上用的最廣的酒精傳感器是MQ-3乙醇傳感器。MQ-3乙醇?xì)怏w傳感器的突出技術(shù)特點(diǎn)為：對(duì)乙醇蒸汽具有較高的靈敏度和優(yōu)秀的選擇性；響應(yīng)時(shí)間短并且恢復(fù)時(shí)間短的特性；長(zhǎng)期的使用

5、壽命和可靠檢測(cè)的穩(wěn)定性；驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單；MQ-3型氣敏傳感器技術(shù)指標(biāo)如下：使用氣體：酒精（乙醇）；探測(cè)范圍：10-1000*10-6；靈敏度：air/Rintypicalgas5；特征氣體：100*10-6；敏感體電阻：400-4000kQ（空氣中）；響應(yīng)時(shí)間：10s（70%Response）；恢復(fù)時(shí)間：30s（70%Response）；加熱電阻：31Q±3Q；加熱電流：180mA；加熱電壓：5V±0.2V；加熱功率：900mW；工作條件：環(huán)境溫度：-1065攝氏度濕度：95%RH；貯存條件：溫度-2070攝氏度，濕度：70%RH；圖2.5為MQ-3靈敏度曲線，具有氣敏特性的電阻，其輸出的電阻阻值會(huì)隨著乙醇?xì)怏w濃度的變化而相應(yīng)變化。圖2.5MQ-3傳感器靈敏度曲線MQ-3輸出電壓與酒精濃度關(guān)系通過實(shí)際測(cè)量，MQ-3模擬端的輸出信號(hào)與酒精濃度特性曲線近似為線性的關(guān)系15如圖2.6所示。單位V輸出電汪酒楕濃康0.72單ftir-g/L圖2.6輸出電壓與酒精濃度的關(guān)系11吳金宏，張連中,劉麗娜.光電開關(guān)及應(yīng)用.國(guó)外電子元器件M,2001,5:1418.12卜云峰.檢測(cè)技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005,1:13-15.13常健生主編檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.4:3664.14謝望光電傳感器技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)