傳感器及檢測(cè)技術(shù)（第四版）課件 19.氣敏傳感器

……………氣敏傳感器傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院

熊曉倩課程內(nèi)容CONTENTS氣敏傳感器的工作原理02氣敏傳感器的應(yīng)用03概述01一、概述氣敏傳感器

是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器。

它主要包括半導(dǎo)體氣敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器和電化學(xué)氣敏傳感器等，其中用的最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。

它將氣體種類及其與濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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，從而可以進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警；還可以通過接口電路與計(jì)算機(jī)組成自動(dòng)檢測(cè)、控制和報(bào)警系統(tǒng)。二、氣敏傳感器的工作原理

利用SnO2（氧化錫）金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料，通過顆粒超微細(xì)化和摻雜工藝制備SnO2納米顆粒，并以此為基體摻雜一定催化劑，經(jīng)適當(dāng)燒結(jié)工藝進(jìn)行表面修飾，制成旁熱式燒結(jié)型CO敏感元件，能夠探測(cè)0.005%～0.5%范圍的CO氣體。還有許多易燃易爆氣體、酒精氣體、汽車尾氣等有毒氣體的進(jìn)行探測(cè)的傳感器。自找二、氣敏傳感器的工作原理常用

主要有接觸燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器

它檢測(cè)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(shí)對(duì)鉑絲通以電流，保持300℃—400℃的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測(cè)量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。二、氣敏傳感器的工作原理電化學(xué)氣敏傳感器

一般利用液體（或固體、有機(jī)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(dòng)勢(shì)。二、氣敏傳感器的工作原理半導(dǎo)體氣敏傳感器

分N型和P型，N型在檢測(cè)時(shí)阻值隨氣體濃度的增大而減??；P型阻值隨氣體濃度的增大而增大。二、氣敏傳感器的工作原理半導(dǎo)體氣敏傳感器原理

當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上,半導(dǎo)體的載流子減少,電阻率上升;當(dāng)氧化型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上,半導(dǎo)體的載流子增多,電阻率下降;當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上,半導(dǎo)體的載流子增多,電阻率下降;當(dāng)還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上,半導(dǎo)體的載流子減少,電阻率上升;二、氣敏傳感器的工作原理目前國產(chǎn)的氣敏元件有兩種：1.直熱式，加熱絲和測(cè)量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)；2.旁熱式氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有兩個(gè)測(cè)量極，測(cè)量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。氣敏元件的參數(shù)：

主要有加熱電壓、電流，測(cè)量回路電壓，靈敏度，響應(yīng)時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間，標(biāo)定氣體（0.1%丁烷氣體）中電壓，負(fù)載電阻值等。三、氣敏傳感器的應(yīng)用

如圖所示，采用TGS812型酒精傳感器,對(duì)酒精有較高的靈敏度(對(duì)一氧化碳也敏感)，其加熱及工作電壓都是5V,加熱電流約125mA。自找三、氣敏傳感器的應(yīng)用

傳感器的負(fù)載電阻為R1及R2,這里分析電路時(shí)可以看成是傳感器電阻與R1和R2串聯(lián)電阻的分壓，R1和R2的輸出連接LED顯示驅(qū)動(dòng)器LM3914。自找三、氣敏傳感器的應(yīng)用

當(dāng)無酒精蒸汽時(shí)，傳感器阻值非常大，R1及R2上分到的電壓很低,隨著酒精蒸汽的濃度