氣體傳感器介紹

氣體傳感器介紹氣體傳感器簡(jiǎn)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(jiǎn)介品抽吸、甚至對(duì)樣品進(jìn)展化學(xué)處理以便化學(xué)傳感器進(jìn)展更快速的測(cè)量。采樣方法直接影響傳感器的響應(yīng)時(shí)間。目前，氣體的采樣方式主要是通過(guò)簡(jiǎn)目標(biāo)氣體穿過(guò)探頭內(nèi)的傳感器，產(chǎn)生一個(gè)正比于氣體濃度的信號(hào)。由于集中過(guò)程漸趨減慢，所以集中法需要探頭的位置格外接近于測(cè)量點(diǎn)。集中法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它將氣體樣本直接引入傳感器而無(wú)需物理和化學(xué)變換。種目標(biāo)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(huì)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(cè)某給定值以上的氣體濃度，并發(fā)出報(bào)警信號(hào);或者說(shuō)，當(dāng)氣體濃度低于給定值時(shí)，探頭不允許發(fā)出警報(bào)。常常誤警會(huì)使人對(duì)傳感器的牢靠性產(chǎn)生疑心，而無(wú)視正確發(fā)出的警報(bào)，最終可能造成嚴(yán)峻的后果。在介紹氣體傳感器之前，有必要先對(duì)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?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)根本響應(yīng)的穩(wěn)定性。它由零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移來(lái)考察。零點(diǎn)漂移是指在沒(méi)有目標(biāo)氣體時(shí)在整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器對(duì)根本線性條件的響應(yīng)的變化，抱負(fù)狀況下，一個(gè)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?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的響應(yīng)變化，它表現(xiàn)為傳感器輸出在工作時(shí)間內(nèi)的降低。一個(gè)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?jìng)鞲衅鞯妮敵鲈隽颗c被測(cè)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(jì)原理都承受四種測(cè)定原理之一，即生物化學(xué)、電化學(xué)、物理、光學(xué)。在設(shè)計(jì)之初首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對(duì)目標(biāo)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(cè)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(guò)測(cè)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(huì)降低測(cè)量的重復(fù)性和牢靠性，抱負(fù)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?jìng)鞲衅鞅┞队诟邼舛饶繕?biāo)氣體中的力量。在氣體大量泄漏時(shí)，零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。:1)低本錢;長(zhǎng)壽命;易于標(biāo)定和維護(hù);無(wú)需簡(jiǎn)單的外圍設(shè)備;所產(chǎn)生的電子信號(hào)不需要由簡(jiǎn)單的電子電路來(lái)處理。課題。2:半理和制造工藝進(jìn)展介紹。①幾種主要?dú)怏w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(shí)，簡(jiǎn)潔中毒?，F(xiàn)在除了傳統(tǒng)的SnO , SnO2

FeO2

三大類外，又爭(zhēng)論開(kāi)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(zhēng)論和開(kāi)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(duì)CH4

的靈敏度，Ir降低對(duì)CH4

的靈敏度;Pt,AuH2PdH2

的靈敏度。(可級(jí))、全都性好、小型化、易集成等特點(diǎn)。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(chǎng)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(jī)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(guò)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(jiǎn)單，本錢高。電化學(xué)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(cè)CO,NO, NO2

,O, SO2

主要的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)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(xué)電池。70年月開(kāi)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(cè)氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動(dòng)離子不一樣的傳感器，例如用于測(cè)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(cè)氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動(dòng)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(kāi)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(cè)量H

S的由固體電解質(zhì)2YST-Au-WO3

制成的傳感器;用于測(cè)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(duì)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(duì)處于爆炸下限的絕大多數(shù)可燃性氣體進(jìn)展檢測(cè)。光學(xué)式氣體傳感器光纖波導(dǎo)式，其主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，牢靠性好。VOC與熒光染料發(fā)生作用時(shí)，染料VOC?！?〕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(cè)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(diǎn)是制作工藝簡(jiǎn)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(shí)形成濃差電池，測(cè)量輸出的電動(dòng)勢(shì)就可測(cè)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(duì)濕度響應(yīng)低和良好的可重復(fù)性。SAW傳感器輸出為準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，因此可簡(jiǎn)便地與微處理器接口。此外，SAW而降低測(cè)量本錢。Ⅳ石英