1.簡介
半導體式氣體傳感器屬于化學類傳感器中的一種,其敏感體主要是由半導體材料制成的,其中應用更為廣泛的半導體材料不是常見的硅、鍺半導體,而是金屬氧化物半導體,在氣體傳感器領域中應用更多的金屬氧化物是SnO2,ZnO,Fe2O3,WO3等
2.原理
就是在一定條件(溫度)下,在被測氣體到達半導體材料表面并與吸附在半導體材料表面的氧發生化學反應的過程中伴隨電荷轉移,進一步引起半導體電阻的變化,通過測量半導體電阻的變化就可以實現對氣體的檢測。
3.分類(以我公司傳感器為基礎)
(1)按照傳感器所使用的敏感材料的差異可分為:SnO2類,ZnO類、 Fe2O3類等。因為摻類繁多,此分類不準確;
(2)按傳感器內部結構的差異可分為旁熱式(瓷管型)、直熱式(球珠狀)、平面式(片式結構)被測氣體在半導體表面與氧發生化學反應時通常需要一定的溫度,要獲得所需要的溫度就必須通過加熱器給傳感器通電加熱。當加熱器與半導體材料為隔離狀態時,這一類結構的傳感器就是旁熱式氣體傳感器;當加熱器與半導體材料直接接觸時,這一類結構的傳感器即為直熱式氣體傳感器;平面式屬于旁熱式中的一種,因其片式結構也稱片式元件,印刷技術在該類傳感器上的應用更能提高傳感器的機械化程度。
4.應用
因其技術成熟、價格低廉、壽命長、穩定性好,廣泛應用于家庭、工業用氣體泄漏報警器(MQ-4、MP-4等燃氣類)、有毒氣體檢測(如檢測CO的MQ-7B)、環境及大氣污染檢測(MP503、MP901等)、煙霧檢測(MQ-2)以及車載燃氣檢測(MP-4)、特氣檢測(如O3檢測MQ131),另外還應用于便攜式氣體檢測器(如呼出酒精檢測MP-3、MQ303等),其他方面應用可詳見煒盛相關型號規格書
5.應用中注意事項
①傳感器要避免暴露于可揮發性硅化合物氣氛中(可揮發性硅化合物包括硅粘接劑、發膠、硅橡膠、膩子或其它存在可揮發性硅化合物)。原因為傳感器的表面吸附硅化合物后,傳感器的敏感材料會被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹,抑制傳感器的敏感性,并且不可恢復。
②應避免處于高腐蝕性的環境,避免受到堿、堿金屬鹽、鹵素的污染
③避免敏感材料接觸到水
④保證加熱電壓滿足傳感器技術要求,不能過高或過低,因為溫度影響著半導體傳感器的敏感材料對測試氣體的敏感程度(技術要求見相關規格書)
⑤盡可能避免處于高濃度氣氛中,應避免用打火機氣直接噴向傳感器,因為這種操作會對傳感器造成極大損害,并難于恢復
⑥傳感器長期未使用(儲存),再次使用前要進行充分老化,一般不少于48小時,根據儲存時間長短來加長老化時間(詳見相關規格書),因為老化過程就是清洗傳感器的過程.
⑦禁止傳感器受到劇烈震動,如1米以上高空跌落,高速下的撞擊等
⑧使用的負載電阻與廠家提供的負載大小要相同,這樣才能保證測試出的參數和廠家提供的參數范圍相同
⑨測試傳感器時所用氣體一定要是空氣平衡,因為氣體中的氧氣影響著傳感器電阻的變化
⑩影響傳感器的因素見“影響傳感器讀數的因素”及煒盛相關規格書等資料
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