气体传感器

教科书只需要简单的热敏电阻和光敏电阻特性实验。

由于天然气与人类日常生活密切相关，天然气的检测是保护和改善生态生活环境不可或缺的手段。

气体传感器起着非常重要的作用。

例如，当生活环境中的一氧化碳浓度达到0.8至1.15ml / L时，会出现呼吸短促，脉搏快，甚至晕厥。

当浓度达到1.84 ml / L时，几分钟内就有死亡的危险。

因此，一氧化碳的检测必须快速准确。

采用SnO2金属氧化物半导体气敏材料，通过颗粒超细细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒，并以某种催化剂为基体，通过适当的烧结工艺进行表面改性，制备出侧加热型CO。

能够检测0.005％至0.5％范围内的CO气体的组分。

还有许多用于检测有毒气体的传感器，例如爆炸性气体，酒精气体和汽车尾气。

通常使用的是接触燃烧气体传感器，电化学气体传感器和半导体气体传感器。

接触燃烧气体传感器的检测元件通常是铂丝（表面可以涂覆有稀有金属催化层，例如铂或钯），并且铂丝在使用时受到电流，并且温度保持不变在可燃气体接触时，可燃气体在稀有金属催化剂层上燃烧，因此铂丝的温度升高，铂丝的电阻值也升高。

通过测量铂丝的电阻值的变化，已知可燃气体。

浓度。

电化学气体传感器通常使用液体（或固体，有机凝胶等）电解质，并且输出形式可以是通过直接氧化或还原气体产生的电流，或者由作用在离子电极上的离子产生的电动势。

该半导体气体传感器具有灵敏度高，响应速度快，稳定性好，使用简单的特点，应用极为广泛。

以下重点介绍半导体气体传感器及其气体传感器。

半导体气体传感器具有N型和P型。

在检测过程中，N型的电阻随着气体浓度的增加而降低; P型电阻随着气体浓度的增加而增加。

像SnO2金属氧化物半导体气敏材料一样，它属于N型半导体。

在200至300℃时，它吸附空气中的氧，形成氧负离子吸附，这降低了半导体中的电子密度，从而增加了其电阻值。

当遇到能够供应电子的可燃气体（例如CO）时，原始吸附的氧被解吸，并且可燃气体以正离子状态被吸附在金属氧化物半导体的表面上;氧气被解吸以发射电子，可燃气体是正离子状态的电子也发射电子，因此氧化物半导体导带的电子密度增加，并且电阻值减小。

不存在可燃气体，并且金属氧化物半导体自动恢复氧的负离子吸附，使得电阻值升高到初始状态。

这是用于检测可燃气体的半导体气体传感器的基本原理。

目前，国内有两种气体传感器。

一种是直接加热型，并且加热丝和测量电极在金属氧化物半导体模具中烧结在一起;侧热式气体传感元件是以陶瓷管为基础，管子上覆盖有电热丝，测量管外有两个测量杆，测量杆在金属氧化物气敏材料之间，高温烧结。

气体传感器的参数主要包括加热电压，电流，测量电路电压，灵敏度，响应时间，恢复时间，校准气体中的电压（0.1％丁烷气体），负载电阻值等。

QM-N5气体传感器适用于天然气，煤气，氢气，烷烃气，烯烃气，汽油，煤油，乙炔，氨气，烟气等的检测，属于N型半导体元件。

灵敏度高，稳定性好，响应时间短，恢复时间长，广泛应用于市场。

QM-N5气体传感器的参数如下：校准气体（0.1％丁烷气体，最佳工作条件）电压≥2V，响应时间≤10S，恢复时间≤30S，最佳工作状态加热电压5V，测量回路电压10V负载电阻RL为2K，工作条件加热电压为4.5至5.5V，测量电路电压为5至15V，负载电阻为0.5至2.2K。

下图显示了气体传感器的简单测试电路（由传感器组成）。

电压表指针的变化越大，灵敏度越高;只需添加一个简单的电路即可实现报警。

常见的气体传感器有MQ-31（专门用于检测CO），QM-J1葡萄酒传感器等。

气体传感器SX-213测量原理：SX-213是一种基于4-20 mA变送器的氧化锡半导体，以1秒的间隔测量循环周围的一氧化碳浓度。

气体横向灵敏度干扰相对较低。

SX-213用于下一代氧化锡半导体一氧化碳传感器模块，该模块由Sensorex开发多年。

SX-213传感器适用于工业一氧化碳浓度控制。

工作电压15-28VDC或18-24VAC功耗约。

0,5W最大10W输出4-20mA线路/日志。

或2-10V标准测量范围0-200 / 400 ppm工作温度-30 ... + 55OC最大工作湿度98％RH（无冷凝）反射时间＆lt; 120sec。

（90％满量程）来自Sensorex英文技术数据气体传感器：SX-213