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- 幾類重要的氣體傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2012/7/19
氣體傳感器是一種把氣體(多數(shù)為空氣)中的特定成分檢測出來，并將它轉(zhuǎn)換為電信號的器件，以便提供有關(guān)待測氣體的存在及濃度大小的信息。
氣體傳感器最早用于可燃性氣體及瓦斯泄漏報(bào)警，用于防災(zāi)，保證生產(chǎn)安全，以后逐漸推廣應(yīng)用，用于有毒氣體的檢測（圖1所示）、容器或管道的檢漏、環(huán)境監(jiān)測(防止公害)、鍋爐及汽車的燃燒檢測與控制(可以節(jié)省燃料，并且可以減少有害氣體的排放)、工業(yè)過程的檢測與自動(dòng)控制(測量分析生產(chǎn)過程中某一種氣體的含量或濃度)。近年來，在醫(yī)療、空氣凈化、家用燃?xì)庠睢崴鞯确矫�，氣體傳感器得到普遍的應(yīng)用。
氣體傳感器的性能必須滿足下列條件：
�、倌軌驒z測易爆氣體的允許濃度、有害氣體的允許濃度和其他基準(zhǔn)設(shè)定濃度，并能及時(shí)給出報(bào)警、顯示與控制信號；
�、趯Ρ粶y氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感；
�、坌阅荛L期穩(wěn)定性、重復(fù)性好；
�、軇�(dòng)態(tài)特性好、響應(yīng)迅速；
�、菔褂谩⒕S護(hù)方便，價(jià)格便宜等。
半導(dǎo)體型氣體傳感器是利用半導(dǎo)體氣敏器件同氣體接觸，造成半導(dǎo)體性質(zhì)變化，來檢測氣體的成分或濃度的氣體傳感器。半導(dǎo)體型氣體傳感器大體可分為電阻式和非電阻式兩大類，如表2所示。電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器用氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物材料制作敏感器件，利用其阻值的變化來檢測氣體的濃度。氣敏器件有多孔質(zhì)燒結(jié)體、厚膜以及目前正在研制的薄膜等幾種非電阻式半導(dǎo)體傳感器。
表面控制型氣體傳感器——這類器件表面電阻變化取決于表面原來吸附氣體與半導(dǎo)體材料之間的電子交換。器件一般工作在空氣中，空氣中的O2和NO2接受來自半導(dǎo)體材料的電子而吸附負(fù)電荷，其結(jié)果表現(xiàn)為N型半導(dǎo)體材料的表面空間電荷區(qū)域的傳導(dǎo)電子減少，使表面電導(dǎo)率減少，從而使器件處于高阻狀態(tài)。一旦器件與被測氣體接觸，就會(huì)與吸附的氧起反應(yīng)，將被氧束縛的幾個(gè)電子釋放出來，使敏感膜表面電導(dǎo)增加，使器件電阻減少。這種類型的傳感器多數(shù)是以可燃性氣體為檢測對象，但如果吸附能力強(qiáng)，即使是非可燃性氣體也能作為檢測對象。
這類器件具有檢測靈敏度高、響應(yīng)速度快、實(shí)用價(jià)值大等優(yōu)點(diǎn)。目前常用的材料為氧化錫和氧化鋅等較難還原的氧化物，也有研究用有機(jī)半導(dǎo)體材料的。在這類傳感器中一般均摻有少量貴金屬(如Pt等)作為激活劑。
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