本實(shí)�(yàn)所采用的SnO2(氧化錫)半�(dǎo)體氣敏傳感器屬電阻型氣敏元件;它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反�(yīng)�(dǎo)致敏感元件阻值變化:若氣濃度�(fā)生變�,其阻值又將變�,根�(jù)這一特�,可以從阻值的變化得知,吸附氣體的種類和濃度�
教材僅要求簡(jiǎn)單的熱敏電阻和光敏電阻特性實(shí)�(yàn)。由于氣體與人類的日常生活密切相�(guān),對(duì)氣體的檢�(cè)已經(jīng)是保�(hù)和改善生�(tài)居住�(huán)境不可缺少手�,氣敏傳感器�(fā)揮著極其重要的作�。例如生活環(huán)境中的一氧化碳濃度達(dá)0.8�1.15 ml/L�(shí),就�(huì)出現(xiàn)呼吸急促,脈搏加�,甚�?xí)炟实葼顟B(tài),達(dá)1.84ml/L�(shí)則有在幾分鐘�(nèi)死亡的危�(xiǎn),因此對(duì)一氧化碳檢�(cè)必須快而準(zhǔn)�
利用SnO2金屬氧化物半�(dǎo)體氣敏材�,通過顆粒超微�(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�(jìn)行表面修飾,制成旁熱式燒�(jié)型CO敏感元件,能夠探�(cè)0.005%�0.5%范圍的CO氣體。還有許多易爆可�?xì)怏w、酒精氣�、汽車尾氣等有毒氣體的�(jìn)行探�(cè)的傳感器。常用的主要有接觸燃燒式氣體傳感�、電化學(xué)氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器�。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測(cè)元件一般為鉑金屬絲(也可表面涂�、鈀等稀有金屬催化層),使用�(shí)�(duì)鉑絲通以電流,保�300℃~400℃的高溫,此�(shí)若與可燃性氣體接�,可燃性氣體就�(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�(cè)量鉑絲的電阻值變化的大小,就知道可燃性氣體的濃度。電化學(xué)氣敏傳感器一般利用液體(或固�、有�(jī)凝膠等)電解�(zhì),其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原�(chǎn)生的電流,也可以是離子作用于離子電極�(chǎn)生的電動(dòng)�(shì)。半�(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響�(yīng)�、穩(wěn)定性好、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn),應(yīng)用極其廣�;下面重�(diǎn)介紹半導(dǎo)體氣敏傳感器及其氣敏元件�
半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之�。N型在檢測(cè)�(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。像SnO2金屬氧化物半�(dǎo)體氣敏材�,屬于N型半�(dǎo)�,在200�300℃溫度它吸附空氣中的�,形成氧的負(fù)離子吸附,使半導(dǎo)體中的電子密度減�,從而使其電阻值增加。當(dāng)遇到有能供給電子的可�?xì)怏w(如CO等)�(shí),原來吸附的氧脫�,而由可燃?xì)怏w以正離子狀�(tài)吸附在金屬氧化物半導(dǎo)體表�;氧脫附放出電子,可燃行氣體以正離子狀�(tài)吸附也要放出電子,從而使氧化物半�(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增�,電阻值下�。可燃性氣體不存在�,金屬氧化物半導(dǎo)體又�(huì)自動(dòng)恢復(fù)氧的�(fù)離子吸附,使電阻值升高到初始狀�(tài)。這就是半�(dǎo)體氣敏元件檢�(cè)可燃?xì)怏w的基本原��
目前�(guó)�(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱�,加熱絲和測(cè)量電極一同燒�(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi);旁熱式氣敏元件以陶瓷管為基�,管�(nèi)穿加熱絲,管外側(cè)有兩�(gè)�(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�(shù)主要有加熱電�、電�,測(cè)量回路電�,靈敏度,響�(yīng)�(shí)�,恢�(fù)�(shí)�,標(biāo)定氣體(0.1%丁烷氣體)中電壓,負(fù)載電阻值等。QM-N5型氣敏元件適用于天然�、煤氣、氫�、烷類氣體、烯類氣�、汽�、煤油、乙�、氨�、煙霧等的檢�(cè),屬于N型半�(dǎo)體元�。靈敏度較高,穩(wěn)定性較好,響應(yīng)和恢�(fù)�(shí)間短,市�(chǎng)上應(yīng)用廣泛。QM-N5氣敏元件參數(shù)如下:標(biāo)定氣體(0.1%丁烷氣體,工作條件)中電壓≥2V,響�(yīng)�(shí)間≤10S,恢�(fù)�(shí)間≤30S,工作條件加熱電�5V、測(cè)量回路電�10V、負(fù)載電阻RL�2K,允許工作條件加熱電�4.5�5.5V、測(cè)量回路電�5�15V、負(fù)載電�0.5�2.2K。下圖為氣敏元件的簡(jiǎn)單測(cè)試電路(組成傳感器),電壓表指針變化越大,靈敏度越高;只要加一�(jiǎn)單電路可�(shí)�(xiàn)�(bào)�。常見的氣敏元件還有MQ-31(專用于檢測(cè)CO),QM-J1酒敏元件��
煤氣傳感�
SX-213
�(cè)量原�: SX- 213 是基�4-20 mA變送器的錫氧化半導(dǎo)�,它可測(cè)量周圍一氧化碳濃度,周期間隔�1�。氣體橫向靈敏度干擾相對(duì)比較��
SX-213 用于新一代錫氧化半導(dǎo)體一氧化碳傳感器組件,它� Sensorex多年�(jīng)�(yàn)積累研發(fā)��
SX-213 傳感器適用于工業(yè)上一氧化碳濃度的控制�
操作電壓15-28VDC or 18-24VAC 功率消耗約 0,5W 10W 輸出4-20mA �/log. or 2-10V �(biāo)�(zhǔn)�(cè)量范�0-200/400 ppm 操作溫度-30...+55OC
操作濕度max. 98% RH (無冷�)
反映�(shí)�<120sec. (90%滿刻�)
摘自Sensorex 英文技�(shù)資料 煤氣傳感�:SX-213