电子产品制作技术教学课件6.3.1 气体传感器的认识.pptxVIP

知识点：气体传感器的认识

气体传感器的分类

气体传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类。

①利用理化性质的气体传感器，如半导体气体传感器、接触燃烧气体传感器等。

②利用物理性质的气体传感器，如热导体气体传感器、光干涉气体传感器、红 外传感器等。

③利用电化学性质的气体传感器，如电流型气体传感器、电势型气体传感器等。

气体传感器应满足的基本条件

一个气体传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是任何一个完整的气体传感器都必须具备以下条件。

①能选择性地检测某种单一气体，而对共存的其他气体不响应或低响应。

②对被测气体具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的气体浓度。

③对检测信号响应速度快，重复性好。

④长期工作稳定性好。

⑤使用寿命长。

⑥制造成本低，使用与维护方便。

烟雾传感器的选定

烟雾报警器主要应用在石油、化工、冶金、油库、液化气站、喷漆作业等易发生可燃烟雾泄漏的场所，根据报警器检测烟雾种类的要求，一般选用接触燃烧式烟雾传感器和半导体烟雾传感器。

采用接触燃烧式传感器，其探头的阻缓及中毒是不可避免的问题。阻缓是当在烟雾与空气的混合物中含有硫化氢等含硫物质的情况下，则有可能在无焰燃烧的同时，有些固态物质附着在催化元件表面，阻塞载体的微孔，从而引起响应缓慢反应滞缓，灵敏度降低。

烟雾传感器的选定

虽然将阻缓的传感器再放回新鲜空气环境中有得到某种程度的恢复的可能，但是如果长期暴露在这样的环境中，其灵敏度会不断下降，导致传感器最终丧失检测烟雾的能力。因此定期对探头进行标定，是必须且有效的办法。一般连续使用两个月后应对传感器进行量程校准，这种经常性对传感器的维护，无形中加大了工作人员的工作量，同时增加了报警器的维护成本。

烟雾传感器的选定

半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器，以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。它具有灵敏度高、响应快、体积小、结构简单、使用方便、价格便宜等优点，因而得到广泛应用。半导体烟雾传感器的性能主要看其灵敏度、选择性(抗干扰性)和稳定性(使用寿命)。

经过对比上述两种烟雾传感器的应用特性，发现半导体烟雾传感器的优点更加突出，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等。

半导体烟雾传感器工作原理

本设计中采用的QM-N5型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。当其处于200℃～300℃时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒大小受到该烟雾的浓度的变化而发生变化，相应地就会引起电导率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息。

半导体烟雾传感器工作原理

遇到可燃烟雾(如CH4等)时，原来吸附的氧脱附，而可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是QM-N5型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。

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