氣敏電阻的基本工作電路課件

任務(wù)三有害氣體泄漏監(jiān)測

任務(wù)三有害氣體泄漏監(jiān)測

任務(wù)提出：一般家庭廚房烹調(diào)熱源有煤氣、天然氣、石油液化氣等，由于這些可燃?xì)怏w的泄漏、點火失誤等原因，造成爆炸、火災(zāi)和中毒死傷事故的數(shù)字十分驚人。為了保障生命財產(chǎn)安全，要對廚房有害氣體泄漏進行檢測。

任務(wù)提出：3

在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中，人們往往會接觸到各種各樣的氣體，需要對它們進行檢測和控制。比如化工生產(chǎn)中氣體成分的檢測與控制；煤礦瓦斯?jié)舛鹊臋z測與報警；環(huán)境污染情況的監(jiān)測；煤氣泄漏：火災(zāi)報警；燃燒情況的檢測與控制等等。氣敏電阻傳感器就是一種將檢測到的氣體的成分和濃度轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。它有半導(dǎo)體式、接觸燃燒式、固體電解質(zhì)式、電化學(xué)式、集成式等類型。

3在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中，人們往往會接觸到各種各樣的氣4常用氣敏傳感器接觸燃燒式氣體傳感器電化學(xué)氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器檢測元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時對鉑絲通以電流，保持300℃～400℃的高溫，此時若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會在稀有金屬催化層上燃燒，因此，鉑絲的溫度會上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。

一般利用液體（或固體、有機凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動勢。半導(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、使用簡單的特點，應(yīng)用極其廣泛；半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之分。

任務(wù)三可燃?xì)怏w泄漏檢測4常用氣敏傳感器接觸燃燒式氣體傳感器檢測元件一般為鉑金屬絲（5（ｃ）空氣質(zhì)量傳感器（d）氧氣濃度傳感器5（ｃ）空氣質(zhì)量傳感器（d）氧氣濃度傳感6(e)可燃?xì)怏w傳感器6(e)可燃?xì)怏w傳感器7氣敏電阻的外形側(cè)視圖和底視引腳圖f-f：加熱電極；AA、BB：氣敏電阻電極氣敏電阻的符號7氣敏電阻的外形側(cè)視圖和底視引腳圖氣敏電阻的符號8氣敏電阻的基本工作電路：

如右圖所示，其中的Uf為氣敏電阻的加熱電源，U+為氣敏電阻的測量電源。

8氣敏電阻的基本工作電路：9工作原理：

氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它利用半導(dǎo)體材料對氣體的吸附而使自身電阻率發(fā)生變化的機理進行測量的元件。制作氣敏電阻的氧化物半導(dǎo)體材料主要有SnO2、ZnO及Fe2O3等。為了提高某種氣敏元件對某些氣體成分的選擇性和靈敏度，材料中還摻入催化劑，如鈀（Pd）、鉑（Pt）、銀（Ag）等，它們的添加物質(zhì)不同，能檢測的氣體也不同。9工作原理：10溫度特性

在室溫下吸收某種氣體后，其電導(dǎo)率變化不大，輸出電壓很小且?guī)缀醪蛔?。若保持氣體濃度不變，輸出電壓隨溫度升高而增大，即該氣敏元件的電導(dǎo)率變化很大，靈敏度大幅提高。因此氣敏電阻工作時必須加熱，它能燒去氣敏元件附著的油污、塵埃等，起到清洗作用，并加速被測氣體的吸附、脫出過程?？刂撇煌募訜釡囟龋軐Σ煌谋粶y氣體具有選擇作用。加熱溫度與元件輸出靈敏度有關(guān)，一般為200~400℃。10溫度特性11決策與計劃

根據(jù)廚房可燃?xì)怏w泄漏檢測的使用要求，結(jié)合氣敏傳感器相關(guān)知識，選用半導(dǎo)體電阻式氣敏傳感器。1．廚房使用煤氣和天然氣：由于該類氣體比空氣輕，應(yīng)將報警器安裝在靠近天花板處，這樣容易積聚上升的氣體。2．廚房使用液化石油氣：由于該類氣體的主要成分為丙烷，比空氣重，容易沉積到地面上，因此報警器要安裝在接近地面處。11決策與計劃12A使用煤氣和天然氣B使用液化石油氣12A使用煤氣和天然氣B使用液化石油氣13廚房氣體報警器的性能指標(biāo)：1．精度：可燃?xì)怏w的體積百分率達(dá)到0.1～0.3％時，能可靠報警。2．工作溫度：－10℃～＋40℃。注意事項一、氣敏電阻使用時一定要加熱：

一般由變壓器二次繞組交流輸出或直流電壓提供低電壓加熱。加熱溫度對氣敏電阻的特性影響很大，因此加熱器的加熱電壓必須恒定。

13廚房氣體報警器的性能指標(biāo)：14二、溫度補償：

半導(dǎo)體氣敏電阻在氣體中的電阻值與溫度和濕度有關(guān)。當(dāng)溫度和濕度較低時，電阻值較大；溫度和濕度較高時，電阻值較小。因此，即使氣體濃度相同，電阻值也會不同，需要進行溫度補償。常用的溫度補償電路如右圖所示。

14二、溫度補償：15常溫型半導(dǎo)體氣敏傳感器15常溫型半導(dǎo)體氣敏傳