傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 7-3氣敏傳感器特性

氣敏傳感器及應(yīng)用技術(shù)

Air-sensitivesensoranditsapplicationtechnolegy1.

氣敏傳感器特性參數(shù)2.SnO2氣敏傳感器特性參數(shù)3.ZnO氣敏傳感器特性參數(shù)

氣敏傳感器特性一、氣敏傳感器特性參數(shù)

1、氣敏元件（電阻型）固有電阻值Ra

電阻型氣敏元件在常溫條件下潔凈空氣中的電阻值，一般范圍在103-105歐姆。測(cè)量固有電阻值Ra時(shí)，應(yīng)要注意必須在潔凈空氣中測(cè)量。2、氣敏元件響應(yīng)時(shí)間tr表征在工作溫度下，氣敏元件對(duì)被測(cè)氣體的響應(yīng)速度。一般從氣敏元件與一定濃度的被測(cè)氣體接觸開始計(jì)時(shí)，直到氣敏元件的電阻值達(dá)到在此濃度下的穩(wěn)定電阻值的63%為止。一、氣敏傳感器特性參數(shù)

表征氣敏元件對(duì)于被測(cè)氣體的敏感程度的指標(biāo)，表示氣敏元件的電參數(shù)與被測(cè)氣體濃度之間的依從關(guān)系。

3、氣敏元件靈敏度（1）電阻比靈敏度K Ra：氣敏元件固有電阻值 Rg：氣敏元件在規(guī)定濃度的被測(cè)氣體中的電阻值（2）氣體分離度α Rc1：氣敏元件在濃度c1的被測(cè)氣體中的電阻值 Rc2：氣敏元件在濃度c2的被測(cè)氣體中的電阻值（3）輸出電壓比靈敏度KV

Va：氣敏元件在潔凈空氣中工作時(shí)負(fù)載電阻電壓 Vg：氣敏元件在規(guī)定濃度被測(cè)氣體中工作時(shí)負(fù)載電阻電壓一、氣敏傳感器特性參數(shù)

4、氣敏元件分辨率SVa：氣敏元件在潔凈空氣中工作時(shí)負(fù)載電阻電壓Vg：氣敏元件在規(guī)定濃度的被測(cè)氣體中工作時(shí)負(fù)載電阻電壓Vgi：氣敏元件在i氣體濃度為規(guī)定值中工作時(shí)負(fù)載電阻電壓表征氣敏元件對(duì)于被測(cè)氣體的識(shí)別（選擇）以及對(duì)干擾氣體的抑制能力。一、氣敏傳感器特性參數(shù)

5、氣敏元件加熱電阻RH和加熱功率PH加熱電阻RH：為氣敏元件提供必要的工作溫度（>200攝氏度）的加熱電爐的電阻。一般直熱式氣敏元件的加熱電阻小于5歐姆；旁熱式氣敏元件的加熱電阻大于20歐姆。加熱功率PH：氣敏元件正常工作所需加熱電路的功率。一般在0.5瓦到2瓦之間。一、氣敏傳感器特性參數(shù)

6、氣敏元件恢復(fù)時(shí)間trc表征在工作溫度下，被測(cè)氣體由該氣敏元件上解吸的響應(yīng)速度。一般從氣敏元件脫離被測(cè)氣體時(shí)開始計(jì)時(shí)，直到氣敏元件的電阻值恢復(fù)到在潔凈空氣下的穩(wěn)定電阻值的63%為止。一、氣敏傳感器特性參數(shù)

7、氣體濃度對(duì)空氣中污染物濃度表示方法：（2）體積濃度表示法一百萬(wàn)體積的空氣中所含污染物的體積數(shù)，即ppm。（1）質(zhì)量濃度表示法每立方米空氣中所含污染物的質(zhì)量，即mg/m3。二、SnO2系氣敏傳感器特性參數(shù)

1、靈敏度特性SnO2氣敏元件靈敏度特性

SnO2氣敏元件的阻值Rc與空氣中被測(cè)氣體的濃度C成對(duì)數(shù)關(guān)系：

logRc=m*logC+n

n：與氣體檢測(cè)靈敏度有關(guān)，除了隨材料和氣體種類不同而變化之外，還會(huì)由于測(cè)量溫度和添加劑不同而變化。m：為氣體的分離度，隨氣體濃度變化而變化。對(duì)于可燃?xì)?/3<m<1/2。二、SnO2系氣敏傳感器特性參數(shù)

2、穩(wěn)定性

SnO2氣敏元件的物理、化學(xué)穩(wěn)定性較好，與其它類型氣敏元件（如接觸燃燒式氣敏元件）相比較，SnO2氣敏元件壽命長(zhǎng)、耐腐蝕性強(qiáng)。

3、可逆性

SnO2氣敏元件對(duì)氣體檢測(cè)是可逆的，而且吸附、脫附時(shí)間短，可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用。二、SnO2系氣敏傳感器特性參數(shù)

4、元件結(jié)構(gòu)

SnO2氣敏元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性強(qiáng)，機(jī)械性能優(yōu)良。

5、信號(hào)處理SnO2氣敏元件不需要復(fù)雜的處理設(shè)備，可將待檢測(cè)氣體濃度通過直接轉(zhuǎn)化變成電信號(hào)，信號(hào)處理電路簡(jiǎn)單。二、SnO2系氣敏傳感器特性參數(shù)

6、影響SnO2氣敏效應(yīng)的因素添加物檢測(cè)氣體使用溫度（攝氏度）PdO、PdCO、C3H8、酒精200-300PdCI2、SbCl3CO、C3H8、CH4200-300Sb2O3、TiO2、TiO3LPG、CO煤氣、酒精200-300V2O5、Cu酒精、丙酮250-300過渡金屬Sb2O3、Bi2O3還原性氣體250-300500-800高嶺土、Bi2O3、WO碳?xì)湎颠€原性氣體200-300

（1）SnO2結(jié)構(gòu)組成

SnO2中氧空位多，氣敏效應(yīng)明顯。

（2）SnO2中添加物

SnO2中添加物對(duì)氣敏效應(yīng)有顯著影響，如下表。二、SnO2系氣敏傳感器特性參數(shù)

（3）SnO2燒結(jié)溫度和加熱溫度

SnO2氣敏元件燒結(jié)溫度和加熱溫度對(duì)氣敏特性影響顯著。

（4）環(huán)境溫度、濕度影響

環(huán)境溫度、濕度對(duì)SnO2氣敏元件氣敏特性影響顯著下圖。使用時(shí)需要加