氣體傳感器是一種常用的氣體測(cè)量?jī)x器，可以將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，具有性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。氣體傳感器有哪些類型呢?下面小編就來(lái)具體介紹一下氣體傳感器的分類，希望可以幫助到大家。

氣體傳感器的分類

半導(dǎo)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，表 1示出各種半導(dǎo)體傳感器。

(1 ) SnO2半導(dǎo)體是典型的表面型氣敏元件，其傳感原理是S nO2 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刑半導(dǎo)體，氧化性氣體使電導(dǎo)下降，對(duì)O2 敏感。ZnO半導(dǎo)體傳感器也屬于此種類型。

半導(dǎo)體氣體傳感器

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、V 2 05 、金屬酞青、P—SnO2。

表面敏感型氣體傳感器可檢測(cè)氣體為各種可燃性氣體C0、 NO2 氟利昂。。傳感材料Pt —SnO2

的氣體傳感器可檢測(cè)氣體為可燃性氣體CO、H2 、CH4 。

b. 容積控制型傳感材料為Fe2O8、la1-SSrx COO8 和TIO2 、CoO-M gO —SnO2體傳感器可檢測(cè)氣體為各種可燃性氣體C0、 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(cè)氣體為液化石油氣、酒精、空燃比控制、燃燒爐氣尾氣。

容積控制型的是晶格缺陷變化導(dǎo)致電孕率變化，電導(dǎo)變化與氣體濃度成比例關(guān)系。

Fe2O8、 TI O2屬于此種，對(duì)可燃性氣體敏感。

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P t 絲線圈上涂敷SnO2層，P t絲除起加熱作用外，還有檢測(cè)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(cè)低濃度氣體，在可燃?xì)怏w檢測(cè)中有重要作用。

非電導(dǎo)型的FET場(chǎng)效應(yīng)晶體管氣體傳感器，Pd — FET.場(chǎng)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s i 和P d的界面，減少Pd 的功函，這種對(duì)H2 、CO敏感。非電導(dǎo)型FET場(chǎng)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(duì)固體電解質(zhì)隔膜傳導(dǎo)，稱為電化學(xué)池，分為陽(yáng)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(shì)。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(cè)定和發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比成分測(cè)量等。

為彌補(bǔ)固體電解質(zhì)導(dǎo)電的不足，近幾年來(lái)在固態(tài)電解質(zhì)上燕鍍一層氣體敏膜，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(lái)。

接觸燃燒式傳感器

接觸燃燒式傳感器適用于可燃性氣H2、CO、CH4的檢測(cè)?？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(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是選擇性差。

電化學(xué)傳感器

電化學(xué)方式的氣體傳感器常用的有兩種

恒電位電解式傳感器

是將被測(cè)氣體在特定電場(chǎng)下電離，由流經(jīng)的電解電流測(cè)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(duì)毒性氣體檢測(cè)有重要作用。

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(cè)O2，其靈敏度高，缺點(diǎn)是透水逸散吸潮，電極易中毒。

光學(xué)氣體傳感囂

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(cè)氣體成分，非分散紅外吸收光譜對(duì)SO2 、 CO、C O2 、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(duì)NO、 N O2 SO2、C H( CH4 ) 等氣體具有較高的靈敏度。

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。

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(cè)溫已達(dá)到實(shí)用化程度，檢測(cè)氣體也是成功的。

此外，利用其它物理量變化測(cè)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(cè)SO2、N O2 、H2S、NH3、H2 等氣體也有較高的靈敏度。

氣體傳感器電路圖解析

某些半導(dǎo)體具有這樣一種特性，即在充有一定氣體的周圍空氣中其電阻值會(huì)隨溫度的升高而急劇減小。這種效應(yīng)也可以表現(xiàn)為;當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定時(shí)其材料的性能將發(fā)生很大變化。利用這種半導(dǎo)體材料即可制成氣體傳感器。屬于這種材料有三氧化鐵、氧化錫和氧化鋅等。它們對(duì)甲烷、丁烷、乙醇和苯等氣體或蒸汽有反應(yīng)。

圖1所示出典型的傳感器電阻R同氣體濃度P的關(guān)系曲線。

按上述原理構(gòu)成型號(hào)為822418200031的氣體傳感器，它由一個(gè)毫米大小的陶瓷片加熱燈比和相對(duì)的電極所組成，工作溫度為300℃，其上通過(guò)直流或交流電流。

圖2所示出一個(gè)簡(jiǎn)單的氣體報(bào)警電路。當(dāng)1KΩ電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)電位器超過(guò)某一定值時(shí)，晶閘管就被觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器就動(dòng)作發(fā)出信號(hào)或控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開，直到按動(dòng)停止按鈕S，繼電器才重新斷電。

某些半導(dǎo)體具有這樣一種特性，即在充有一定氣體的周圍空氣中其電阻值會(huì)隨溫度的升高而急劇減小。這種效應(yīng)也可以表現(xiàn)為;當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定時(shí)其材料的性能將發(fā)生很大變化。利用這種半導(dǎo)體材料即可制成氣體傳感器。屬于這種材料有三氧化鐵、氧化錫和氧化鋅等。它們對(duì)甲烷、丁烷、乙醇和苯等氣體或蒸汽有反應(yīng)。

圖1所示出典型的傳感器電阻R同氣體濃度P的關(guān)系曲線。

按上述原理構(gòu)成型號(hào)為822418200031的氣體傳感器，它由一個(gè)毫米大小的陶瓷片加熱燈比和相對(duì)的電極所組成，工作溫度為300℃，其上通過(guò)直流或交流電流。

圖2所示出一個(gè)簡(jiǎn)單的氣體報(bào)警電路。當(dāng)1KΩ電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)電位器超過(guò)某一定值時(shí)，晶閘管就被觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器就動(dòng)作發(fā)出信號(hào)或控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開，直到按動(dòng)停止按鈕S，繼電器才重新斷電。