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气敏传感器的结构及原理

2019年08月07日 11:09 沈苗 作者: 用户评论(0

  气敏传感器是什么

  气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器,它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用。气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的,由于检测现场温度、湿度的变化很大, 又存在大量粉尘和油雾等,所以其工作条件较恶劣,而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物,附着在元件表面,往往会使其性能变差。所以对气敏传感器有下列要求:能够检测报警气体的允许浓度和其他标准数值的气体浓度,能长期稳定工作,重复性好,响应速度快,共存物质所产生的影响小等。

  

  气敏传感器的应用

  气敏传感器的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R11、R12)的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

  它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路计算机组成自动检测、控制和报警系统。

  气敏传感器的结构

  材料是金属氧化物,金属氧化物半导体分成塑性半导体(如fqo)和F型半导体(如pbo)。为了提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度,合成这些材料是,还会掺入催化剂,如N,PL。

  气敏传感器的原理

  声波器件表面的波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用,或者是物理吸附),使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,引起压电晶体的声表面波频率发生漂移;气体浓度不同,膜层质量和导电率变化程度亦不同,即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。

  气敏传感器的特点

  1.由于传感器原理是基于物理变化的,因而没有相对运动部件,可以做到结构简单,微型化;

  2.灵敏度高,动态性能好,输出为电量;

  3.采用半导体为敏感材料容易实现传感器集成化,智能化;

  4.功耗低,安全可靠。同时,半导体传感器也存在以下一些缺点:

  5.线性范围窄,在精度要求高的场合应采用线性化补偿电路;

  6.与所有半导体元件一样,输出特性易受温度影响而漂移,所以应采用补偿措施;

  7.性能参数离散性大。

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( 发表人:陈翠 )

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