氣敏傳感器,氣敏元件有哪些


1、氣敏元件有哪些
氣敏元件是一種能夠感知?dú)怏w濃度變化并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件,也稱為氣體傳感器。廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、空氣凈化、工業(yè)安全等領(lǐng)域。常見的氣敏元件如下:
氧氣傳感器:主要用于檢測(cè)氧氣的濃度,廣泛應(yīng)用于空氣凈化、燃?xì)鈾z測(cè)等領(lǐng)域。
電化學(xué)氣體傳感器:包括氧氣、二氧化碳、一氧化碳、氨氣等傳感器,利用電化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)氣體濃度。
紅外氣體傳感器:通過紅外光譜分析技術(shù),檢測(cè)氣體分子的振動(dòng)頻率,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濃度變化的感知。
半導(dǎo)體氣敏傳感器:利用半導(dǎo)體材料的電學(xué)特性與氣體的化學(xué)反應(yīng)等,來檢測(cè)氣體濃度變化。
壓電氣敏傳感器:指利用氣體壓強(qiáng)對(duì)壓電材料產(chǎn)生的電勢(shì)進(jìn)行測(cè)量,從而實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測(cè)。
2、電阻器氣敏傳感器表面性和體控制性怎么區(qū)分
電阻式傳感器的工作原理及應(yīng)用
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氣敏傳感器是氣敏電阻利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化的效應(yīng)而制成的傳感器。按其結(jié)構(gòu)可以分為燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型三種。
工作原理
氣敏電阻按其電阻變化的機(jī)理可分為表面控制型和體控制型,前者是通過使半導(dǎo)體載流子增多和減少來引起半導(dǎo)體電阻率變化的;后者則是通過使半導(dǎo)體體內(nèi)晶格發(fā)生變化而引起電阻變化的。常見的氣敏電阻大都屬于表面控制型。
以半導(dǎo)體材料2n S O 為例說明表面控制型氣敏電阻的工作原理。半
導(dǎo)體材料2n S O 屬于N 型半導(dǎo)體,這類半導(dǎo)體氣敏電阻工作時(shí)通常都需
要加熱。元件在加熱開始時(shí)阻值急劇的下降,然后上升,一般經(jīng)過2~10分鐘才達(dá)到穩(wěn)定,稱之為初始穩(wěn)定狀態(tài)。元件只有在達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)后才可用于氣體檢測(cè)。因?yàn)樵凇扒鍧嵈髿狻敝形降难鯕饬抗潭ú蛔儯諝庵械难醴謮簬缀豕潭ú蛔儯?,所以其阻值保持一定。一旦某種濃度的被測(cè)氣體流過元件,則在元件表面產(chǎn)生吸附,此時(shí)元件的阻值將隨氣體濃度變化而變化。如果被測(cè)氣體是氧化性氣體(如2O 和x NO ),則被吸附氣體分子會(huì)從氣敏元件奪取電子,使N 型
半導(dǎo)體元件中的載流子電子減少,從而使電阻值增大。如果你被測(cè)氣體是還原性氣體(如2H 、CO 、酒精等),則氣體分子會(huì)向氣敏元件釋放電子,使元件中的載流子電子增多,從而使電阻值下降。
3、氣敏電阻傳感器原理是什么
氣敏電阻傳感器通常是一種電子器件,它可以感測(cè)到環(huán)境中的氣體濃度并將這些信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這些傳感器的工作原理通常是基于導(dǎo)電性氣體的電導(dǎo)變化。當(dāng)氣體濃度變化時(shí),氣體中的導(dǎo)電性會(huì)發(fā)生變化,這會(huì)導(dǎo)致電阻的變化,由此通過測(cè)量電阻的變化反應(yīng)氣體濃度的變化。這種類型的傳感器可以用于測(cè)量各種各樣的氣體,如空氣中的氧氣和二氧化碳等。
氣敏電阻傳感器的結(jié)構(gòu)基本上由一塊導(dǎo)電基板(比如鉑或鋁等)和一層氣敏層(例如碳酸酐或氧化物等)組成。氣敏層的電導(dǎo)率是隨著氣體濃度變化而變化的。
當(dāng)氣體濃度升高時(shí),氣敏層中的導(dǎo)電粒子會(huì)增加,導(dǎo)電率會(huì)升高,這樣就會(huì)導(dǎo)致電阻降低。反之,當(dāng)氣體濃度降低時(shí),氣敏層中的導(dǎo)電粒子會(huì)減少,導(dǎo)電率會(huì)降低,這樣就會(huì)導(dǎo)致電阻升高。因此,氣敏電阻傳感器通過測(cè)量氣敏層電阻的變化來反映氣體濃度的變化。
氣敏電阻傳感器的工作電壓通常很低,一般在幾十毫伏至幾百毫伏之間。它們非常靈敏,能夠檢測(cè)到很低的氣體濃度,并且具有良好的線性度和重復(fù)性。
氣敏電阻傳感器有很多應(yīng)用,例如在醫(yī)療儀器中測(cè)量血氧濃度,在安全系統(tǒng)中檢測(cè)火災(zāi)或毒氣,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中測(cè)量大氣中的二氧化碳和氧氣等。
在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,氣敏電阻傳感器用于測(cè)量空氣質(zhì)量,如二氧化碳,甲烷,一氧化碳等傳感器,通過高精度和高靈敏度的傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
在工業(yè)過程控制中,氣敏電阻傳感器用于測(cè)量氣體流量和控制燃燒等過程。
在汽車工業(yè)中,氣敏電阻傳感器用于檢測(cè)排氣系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)中氧氣濃度,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
總體來說,氣敏電阻傳感器作為一種通用型傳感器,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,并且能夠提供高精度和高靈敏度的測(cè)量。
4、氣體傳感器和氣敏傳感器的區(qū)別
什么是氣敏傳感器?
現(xiàn)代生活中排放的氣體日益增多,這些氣體中有些是易燃、邵的氣體(如氫氣、煤礦瓦斯、天然氣、液化石油氣等),有是對(duì)人體有害的氣體(如一氧化碳、氟利昂、氨氣等)。為了伊護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境,防止不幸事故的發(fā)生,需要對(duì)各種有害、可燃性氣體在環(huán)境中存在的情況進(jìn)行有效監(jiān)控。氣敏傳感器是一種能檢測(cè)氣體濃度、成分并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或裝置。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);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)。例如我公司生產(chǎn)電化學(xué)氧分析儀及氧化鋯分析儀等智能儀器。
氣敏傳感器有哪些類型及其原理?
氣敏傳感器(又稱氣體傳感器)是用來檢測(cè)氣體類別、濃度和成分的傳感器。由于氣體種類繁多,性質(zhì)各不相同,不可能用一種傳感器檢測(cè)所有類別的氣體。因此,能實(shí)現(xiàn)氣-電轉(zhuǎn)換的傳感器種類很多。氣敏傳感器的主要類型及其特征,
半導(dǎo)體方式:若氣體接觸到加熱的金屬氧化物(SnO2、Fe2O2、ZnO2等),電阻值就增大或減小。
接觸燃燒方式;可燃性氣體接觸到氧氣就會(huì)燃燒,使得作為氣敏材料的鉑絲溫度升高,電阻值相應(yīng)增大。
化學(xué)反應(yīng)式:化學(xué)溶劑與氣體的反應(yīng)產(chǎn)生的電流、顏色、電導(dǎo)率的增加等。
光干涉式:利用與空氣的折射率不同而產(chǎn)生的干涉帶。
熱傳導(dǎo)方式:根據(jù)熱傳導(dǎo)率差而散熱的發(fā)熱元件的溫度降低進(jìn)行檢測(cè)
紅外線吸收散射方式:由于紅外線照射氣體分子諧振而吸收或散射量來。
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