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气体传感器如何分类


气体传感器如何分类

一、半导气体传感器

这种类型的传感器在气体传感器中约占60%根据其机理分为电导型和非电导型,电导型中又分为表面型和容积控制型。

1 SnO2半导体是典型的表面型气敏元件,其传感原理是SnO2n 型半导体材料。当施加电压时,半导体材温度升高,被吸附的氧接受了半导体中的电子形成了O2O2原性气体H2COCH4存在时,使半导体表面电阻下降,电导上升,电导变化与气体浓度成比倒。NiOp型半导体,氧化性气体使电导下降,对O2敏感。ZnO半导体传感器也属于此种类型。

a. 电导型的传感器元件分为表面敏感型和容积控制型,表面敏感型传感材料为SnO2+Pd ZnOPt AgOV 205 、金属酞青、Pt SnO2。 表面敏感型气体传感器可检测气体为各种可燃性气体C0NO2、 氟利昂。传感材料Pt SnO2 的气体传感器可检测气体为可燃性气体COH2CH4

b. 容积控制型传感材料为Fe2O8la1-SSrxCOO8 TiO2CoO-MgO SnO2体传感器可检测气体为各种可燃性气体CONO2 氟利昂。。传感材料Pt SnO2

容积控制型半导体气体传感器可检测气体为液化石油气、酒精、空燃比控制、燃烧炉气尾气。

2) 容积控制型的是晶格缺陷变化导致电导率变化,电导变化与气体浓度成比例关系。

Fe2O8TiO2属于此种,对可燃性气体敏感。

3) 热线性传感器,是利用热导率变化的半导体传感器,又称热线性半导体传感器,是在Pt 丝线圈上涂敷SnO2层,Pt丝除起加热作用外,还有检测温度变化的功能。施加电压半导体变热,表面吸氧,使自由电子浓度下降,可燃性气体存在时,由于燃烧耗掉氧自由电子浓度增大,导热率随自由电子浓度增加而增大,散热率相应增高,使Pt 丝温度下降,阻值减小,P t丝阻值变化与气体浓度为线性关系。

这种传感器体积小、稳定、抗毒,可检测低浓度气体,在可燃气体检测中有重要作用。

4) 非电导型的FET场效应晶体管气体传感器,Pd FET.场效应晶体管传感器,利用Pd 吸取H z 并扩散达到半导体Si Pd的界面,减少Pd 的功函,这种对H2CO敏感。非电导型FET场效应晶体管气体传感器体积小,便于集成化,多功能,是具有发展前途的气体传感器。

 

二、固体电解质气体传感器

这种传感器元件为离子对固体电解质隔膜传导,称为电化学池,分为阳离子传导和阴离子传导,是选择性强的传感器,研究较多达到实用化的是氧化锆固体电解质传感器,其机理是利用隔膜两侧两个电池之间的电位差等于浓差电池的电势。稳定的氧化铬固体电解质传感器已成功地应用于钢水中氧的测定和发动机空燃比成分测量等。

为弥补固体电解质导电的不足,近几年来在固态电解质上镀一层气敏膜,把围周环境中存在的气体分子数量和介质中可移动的粒子数量联系起来。

 

三、接触燃烧式气体传感器

接触燃烧式传感器适用于可燃性气H2COCH4的检测。可燃气体接触表面催化剂Pt Pd 时燃烧、破热,燃烧热与气体浓富有关。这类传感器的应用面广、体积小、结构简单、稳定性好,缺点是选择性差。

 

四、电化学气体传感器

电化学方式的气体传感器常用的有两种

1 )恒电位电解式传感器

是将被测气体在特定电场下电离,由流经的电解电流测出气体浓度,这种传感器灵敏度高,改变电位可选择的检洌气体,对毒性气体检测有重要作用。

2) 原电池式气体传感器

KOH电解质溶液中,Pt PbAg Pb 电极构成电池,已成功用于检测O2,其灵敏度高,缺点是透水逸散吸潮,电极易中毒。

 

五、光学气体传感器

1 )直接吸取式气体传感器

红外线气体传感器是典型的吸取式光学气体传感器,是根据气体分别具有各自固有的光谱吸取谱检测气体成分,非分散红外吸取光谱对SO2COCO2NO等气体具有较高的灵敏度。

另外紫外吸取、非分散紫外线吸取、相关分光、二次导数、自调制光吸取法对NONO2SO2、烃类( CH4) 等气体具有较高的灵敏度。

2)光反应气体传感器

光反应气体传感器是利用气体反应产生色变引起光强度吸取等光学特性改变,传感元件是理想的,但是气体光感变化受到限制,传感器的自由度小。

3 )气体光学特性的新传感器

光导纤维温度传感器为这种类型,在光纤顶端涂敷触媒与气体反应、发热。温度改变,导致光纤温度改变。利用光纤测温已达到实用化程度,检测气体也是成功的。

此外,利用其它物理量变化测量气体成分的传感器在不断开发,如声表面波传感器检测SO2NO2H2SNH3H2 等气体也有较高的灵敏度。

 

选用技巧

有害气体检测的气体传感器的一大作用,有害气体的检测有两个目的,第一是测爆,第二是测毒。所谓测爆是检测危险场所可燃气含量,超标报警,以避免爆炸事故的发生;测毒是检测危险场所有毒气体含量,超标报警,以避免工作人员中毒。

有害气体有三种情况第一、无毒或低毒可燃,第二、不燃有毒,第三、可燃有毒。针对这三种不同的情况,一般大家选择传感器需要选择不同的气体传感器。例如测爆选择可燃气体检测报警仪,测毒选择有毒气体检测报警仪等。其次大家需要选择气体传感器的类型,一般有固定式和便携式。生产或贮存岗位长期运行的泄漏检测选用固定式气体传感器;其他象检修检测、应急检测、进入检测和巡回检测等选用便携式气体传感器。

气体传感器类型有成百上千种,针对不同的气体传感器可能有不同的选用技巧,客户在选择气体传感器的时候如果自己不是很清楚可以咨询传感器厂家的技术人员,让他们为你选择合适的气体传感器,或者请传感器技术人员上面勘察以便更好的选择气体传感器。

 

 

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