本實驗所采用的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)生變化,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�
教材僅要求簡單的熱敏電阻和光敏電阻特性實�。由于氣體與人類的日常生活密切相�(guān),對氣體的檢測已�(jīng)是保護和改善生態(tài)居住�(huán)境不可缺少手段,氣敏傳感器發(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0.8�1.15 ml/L時,就會出現(xiàn)呼吸急促,脈搏加快,甚至?xí)炟实葼顟B(tài),達1.84ml/L時則有在幾分鐘內(nèi)死亡的危�,因此對一氧化碳檢測必須快而準�
利用SnO2金屬氧化物半�(dǎo)體氣敏材�,通過顆粒超微細化和摻雜工藝制備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)工藝進行表面修飾,制成旁熱式燒結(jié)型CO敏感元件,能夠探�0.005%�0.5%范圍的CO氣體。還有許多易爆可燃氣體、酒精氣�、汽車尾氣等有毒氣體的進行探測的傳感器。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元件一般為鉑金屬絲(也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層�,使用時對鉑絲通以電流,保�300℃~400℃的高溫,此時若與可燃性氣體接�,可燃性氣體就會在稀有金屬催化層上燃�,因此鉑絲的溫度會上�,鉑絲的電阻值也上升;通過測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�、有機凝膠等)電解質(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�。半�(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響�(yīng)快、穩(wěn)定性好、使用簡單的特點,應(yīng)用極其廣�;下面重點介紹半�(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型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減?。籔型阻值隨氣體濃度的增大而增�。像SnO2金屬氧化物半�(dǎo)體氣敏材料,屬于N型半�(dǎo)�,在200�300℃溫度它吸附空氣中的氧,形成氧的負離子吸�,使半導(dǎo)體中的電子密度減�,從而使其電阻值增�。當(dāng)遇到有能供給電子的可燃氣體(如CO等)�,原來吸附的氧脫�,而由可燃氣體以正離子狀�(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�??扇夹詺怏w不存在了,金屬氧化物半導(dǎo)體又會自動恢�(fù)氧的負離子吸�,使電阻值升高到初始狀�(tài)。這就是半�(dǎo)體氣敏元件檢測可燃氣體的基本原理�
目前國產(chǎn)的氣敏元件有2�。一種是直熱�,加熱絲和測量電極一同燒�(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)有兩個測量極,測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�、電流,測量回路電壓,靈敏度,響�(yīng)時間,恢�(fù)時間,標定氣體(0.1%丁烷氣體)中電壓,負載電阻值等。QM-N5型氣敏元件適用于天然�、煤�、氫�、烷類氣體、烯類氣�、汽�、煤油、乙�、氨�、煙霧等的檢�,屬于N型半�(dǎo)體元�。靈敏度較高,穩(wěn)定性較�,響�(yīng)和恢�(fù)時間�,市場上�(yīng)用廣�。QM-N5氣敏元件參數(shù)如下:標定氣體(0.1%丁烷氣體,工作條件)中電壓≥2V,響�(yīng)時間�10S,恢�(fù)時間�30S,工作條件加熱電�5V、測量回路電�10V、負載電阻RL�2K,允許工作條件加熱電�4.5�5.5V、測量回路電�5�15V、負載電�0.5�2.2K。下圖為氣敏元件的簡單測試電路(組成傳感器),電壓表指針變化越大,靈敏度越高;只要加一簡單電路可實�(xiàn)報警。常見的氣敏元件還有MQ-31(專用于檢測CO�,QM-J1酒敏元件��
煤氣傳感�
SX-213
測量原理: SX- 213 是基�4-20 mA變送器的錫氧化半導(dǎo)體,它可測量周圍一氧化碳濃�,周期間隔為1秒。氣體橫向靈敏度干擾相對比較��
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)驗積累研�(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 標準測量范圍0-200/400 ppm 操作溫度-30...+55OC
操作濕度max. 98% RH (無冷�)
反映時間<120sec. (90%滿刻�)
摘自Sensorex 英文技�(shù)資料 煤氣傳感�:SX-213
維庫電子�,電子知識,一查百��
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