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Honeywell氣體傳感器的分類與應(yīng)用我知道
閱讀：954 發(fā)布時(shí)間：2023-1-11Honeywell氣體傳感器的分類與應(yīng)用我知道
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器,。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進(jìn)行調(diào)理,，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分,。
氣體傳感器是一種將氣體的成份,、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表,、計(jì)算機(jī)等利用的信息的裝置,！氣體傳感器一般被歸為化學(xué)傳感器的一類,，盡管這種歸類不一定科學(xué),。
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半導(dǎo)氣體傳感器
這種類型的傳感器在氣體傳感器中約占60%,，根據(jù)其機(jī)理分為電導(dǎo)型和非電導(dǎo)型,，電導(dǎo)型中又分為表面型和容積控制型。
（1） SnO2半導(dǎo)體是典型的表面型氣敏元件,，其傳感原理是SnO2為n 型半導(dǎo)體材料,。當(dāng)施加電壓時(shí)，半導(dǎo)體材科溫度升高,，被吸附的氧接受了半導(dǎo)體中的電子形成了O2或O2原性氣體H2,、CO、CH4存在時(shí),，使半導(dǎo)體表面電阻下降,，電導(dǎo)上升，電導(dǎo)變化與氣體濃度成比倒,。NiO為p型半導(dǎo)體,，氧化性氣體使電導(dǎo)下降，對O2敏感,。ZnO半導(dǎo)體傳感器也屬于此種類型,。
a. 電導(dǎo)型的傳感器元件分為表面敏感型和容積控制型，表面敏感型傳感材料為SnO2+Pd ,、ZnO十Pt ,、AgO、V2O5 ,、金屬酞青,、Pt —SnO2。 表面敏感型氣體傳感器可檢測氣體為各種可燃性氣體CO,、NO2,、 氟利昂。傳感材料Pt —SnO2 的氣體傳感器可檢測氣體為可燃性氣體CO,、H2,、CH4 。
b. 容積控制型傳感材料為Fe2O8和TiO2,、CO-MgO —SnO2體傳感器可檢測氣體為各種可燃性氣體CO,、NO2、氟利昂,，傳感材料Pt —SnO2,。
容積控制型半導(dǎo)體氣體傳感器可檢測氣體為液化石油氣、酒精,、空燃比控制,、燃燒爐氣尾氣,。
（2）容積控制型的是晶格缺陷變化導(dǎo)致電導(dǎo)率變化，電導(dǎo)變化與氣體濃度成比例關(guān)系,。
Fe2O8,、TiO2屬于此種，對可燃性氣體敏感,。
（3）熱線性傳感器,，是利用熱導(dǎo)率變化的半導(dǎo)體傳感器，又稱熱線性半導(dǎo)體傳感器,，是在Pt 絲線圈上涂敷SnO2層,，Pt絲除起加熱作用外，還有檢測溫度變化的功能,。施加電壓半導(dǎo)體變熱,，表面吸氧，使自由電子濃度下降,，可燃性氣體存在時(shí),，由于燃燒耗掉氧自由電子濃度增大，導(dǎo)熱率隨自由電子濃度增加而增大,，散熱率相應(yīng)增高,，使Pt 絲溫度下降，阻值減小,，P t絲阻值變化與氣體濃度為線性關(guān)系,。
這種傳感器體積小、穩(wěn)定,、抗毒,，可檢測低濃度氣體，在可燃?xì)怏w檢測中有重要作用,。
（4）非電導(dǎo)型的FET場效應(yīng)晶體管氣體傳感器,，Pd —FET．場效應(yīng)晶體管傳感器，利用Pd 吸收H z 并擴(kuò)散達(dá)到半導(dǎo)體Si 和Pd的界面,，減少Pd 的功函,，這種對H2、CO敏感,。非電導(dǎo)型FET場效應(yīng)晶體管氣體傳感器體積小,，便于集成化,，多功能,，是具有發(fā)展前途的氣體傳感器。
固體電解質(zhì)氣體傳感器
這種傳感器元件為離子對固體電解質(zhì)隔膜傳導(dǎo),，稱為電化學(xué)池,，分為陽離子傳導(dǎo)和陰離子傳導(dǎo),，是選擇性強(qiáng)的傳感器，研究較多達(dá)到實(shí)用化的是氧化鋯固體電解質(zhì)傳感器,，其機(jī)理是利用隔膜兩側(cè)兩個(gè)電池之間的電位差等于濃差電池的電勢,。穩(wěn)定的氧化鉻固體電解質(zhì)傳感器已成功地應(yīng)用于鋼水中氧的測定和發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比成分測量等。
為彌補(bǔ)固體電解質(zhì)導(dǎo)電的不足,，近幾年來在固態(tài)電解質(zhì)上鍍一層氣敏膜,，把圍周環(huán)境中存在的氣體分子數(shù)量和介質(zhì)中可移動(dòng)的粒子數(shù)量聯(lián)系起來。
接觸燃燒式氣體傳感器
接觸燃燒式傳感器適用于可燃性氣H2,、CO,、CH4的檢測?？扇?xì)怏w接觸表面催化劑
Pt ,、Pd 時(shí)燃燒、破熱,，燃燒熱與氣體濃富有關(guān),。這類傳感器的應(yīng)用面廣、體積小,、結(jié)構(gòu)簡單,、穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是選擇性差,。
電化學(xué)氣體傳感器
電化學(xué)方式的氣體傳感器常用的有兩種：
（1）恒電位電解式傳感器
是將被測氣體在特定電場下電離,，由流經(jīng)的電解電流測出氣體濃度，這種傳感器靈敏度高,，改變電位可選擇的檢洌氣體,，對毒性氣體檢測有重要作用。
（2）原電池式氣體傳感器
在KOH電解質(zhì)溶液中,，Pt —Pb或Ag —Pb 電極構(gòu)成電池,，已成功用于檢測O2，其靈敏度高,，缺點(diǎn)是透水逸散吸潮,，電極易中毒。
光學(xué)氣體傳感器
（1）直接吸收式氣體傳感器
紅外線氣體傳感器是典型的吸收式光學(xué)氣體傳感器,，是根據(jù)氣體分別具有各自固有的光譜吸收譜檢測氣體成分,，非分散紅外吸收光譜對SO2、CO,、CO2,、NO等氣體具有較高的靈敏度。
另外紫外吸收,、非分散紫外線吸收,、相關(guān)分光,、二次導(dǎo)數(shù)、自調(diào)制光吸收法對NO,、NO2,、SO2、烴類( CH4) 等氣體具有較高的靈敏度,。
（2）光反應(yīng)氣體傳感器
光反應(yīng)氣體傳感器是利用氣體反應(yīng)產(chǎn)生色變引起光強(qiáng)度吸收等光學(xué)特性改變,，傳感元件是理想的，但是氣體光感變化受到限制,，傳感器的自由度小,。
（3）氣體光學(xué)特性的新傳感器
光導(dǎo)纖維溫度傳感器為這種類型，在光纖頂端涂敷觸媒與氣體反應(yīng),、發(fā)熱,。溫度改變，導(dǎo)致光纖溫度改變,。利用光纖測溫已達(dá)到實(shí)用化程度,，檢測氣體也是成功的。
此外,，利用其它物理量變化測量氣體成分的傳感器在不斷開發(fā),，如聲表面波傳感器檢測SO2、NO2,、H2S,、NH3、H2 等氣體也有較高的靈敏度,。
應(yīng)用于建設(shè)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng),。氣體傳感器在有毒、可燃,、易爆,、二氧化碳等氣體探測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，環(huán)境問題一直是全國乃至世界關(guān)心的話題之一,，人類賴以生存的環(huán)境一直在遭受著嚴(yán)重的破壞,，如何保護(hù)環(huán)境就需要建立環(huán)境監(jiān)管機(jī)制，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)成為必要,，而氣體傳感器作為環(huán)境檢測的傳感器將有助于建設(shè)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng),。
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)最核心和最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，是各種信息和人工智能的橋梁,，其技術(shù)領(lǐng)域中重要門類之一的氣體傳感器,，橫跨功能材料、電子陶瓷、光電子元器件,、MEMS技術(shù)、納米技術(shù),、有機(jī)高分子等眾多基礎(chǔ)和應(yīng)用學(xué)科,。高性能的氣體傳感器能大大提高信息采集、處理,、深加工水平,，提高實(shí)時(shí)預(yù)測事故的準(zhǔn)確性，不斷消除事故隱患,，大幅度減少事故特別是重大事故的發(fā)生,。能有效實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)察和安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的電子化，變被動(dòng)救災(zāi)為主動(dòng)防災(zāi),，使安全生產(chǎn)向科學(xué)化管理邁進(jìn),。
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