气体传感器文献综述
气体传感器技术研究
气体传感器技术研究一、前言随着环境污染日趋严重,气体传感器技术成为了环保领域重要的研究方向。
气体传感器技术是一种能够检测空气中不同气体浓度的传感器。
在气体控制、空气检测、工业与环境、医学和生物学等领域,气体传感器都有着广泛的应用。
本文将阐述气体传感器技术的研究现状、发展趋势以及未来展望。
二、气体传感器技术的分类根据气体传感器检测气体的特性和工作原理,气体传感器可分为以下几类:1. 电化学气体传感器电化学气体传感器是利用氧化还原反应将所测气体化学量转化为电信号的传感器,主要应用于有害气体的检测。
比如二氧化硫、氮氧化物、臭氧、二氧化碳、烟雾等。
但该类型传感器的主要缺点是响应时间较长,且需要定期校准。
2. 光学气体传感器光学气体传感器主要利用测试气体对于特定波长的光的吸收作用来实现气体的检测。
光学气体传感器在低浓度有机气体检测和生物医学领域有着广泛的应用。
3. 压阻式气体传感器压阻式气体传感器是通过利用一种敏感材料在气体作用下的电阻变化来检测气体浓度。
该传感器具有响应时间快、成本低、微型化等优点,主要应用于无机气体的检测。
4. 热导式气体传感器热导式气体传感器是通过气体作用下导热系数的变化来检测气体浓度。
主要应用于空气检测、燃气检测等领域。
三、气体传感器技术的研究现状随着科技的进步,气体传感器技术也在不断地发展和完善。
从传感器结构设计到传感器响应性能的提高,气体传感器在科技创新中的发展取得了很大的进展。
1. 纳米气体传感器:目前,纳米材料如石墨烯等已经成为气体传感器制备的研究热点,纳米传感器可以使传感器体积更小、响应速度更快,人们已经成功在以硅为基底的纳米气体传感器中,实现了对甲醛等小分子有机气体检测。
2. 阵列气体传感器:为了提高气体传感器检测的可靠性和准确性,科学家们正在研发以气体传感阵列技术为基础的气体传感器。
该技术可以结合多种传感器模块形成一个气体传感阵列,并通过阵列分析,对多种气体做出判别,从而提高传感器的测量准确性。
气体检测技术文献综述
气体传感器-----文献综述气体传感器文献综述指导老师:胡赤鹰ndang/'word文档控制科学与工程学系自动化0701班林增辉 3061101271一、背景介绍目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会的关注。
环境问题已经成了重大的民生问题,成为影响人民生活幸福感的重要因素。
在一些地方,环境问题已经严重威胁到群众健康。
环境监测是解决环境问题的基础性工作,其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
气体检测是环境检测的重要部分,国内各大城市都相继建立了空气质量检测机构,通过电视、互联网等媒体及时向社会发布当地空气质量状况。
而一些特殊的工作场所,如化工厂、煤矿、垃圾处理场,对气体的检测有着更高的要求。
由于气体的不可见性(大部分气体为无色)和扩散性,气体传感器是气体检测最基础的部分。
气体传感器的研究成果,直接影响到气体检测技术的发展。
国内外研究现状2.1 气体检测仪表气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。
气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键最基础的部分。
气体检测仪表的工作原理是根据混合气体中待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别;或待测组分在特定环境中表现出来的物理、化学性质的不同来检测待测组分的含量。
因此,气体成分的分析方法基本上都是基于物理式、化学式和物理化学式等原理。
2.2 气体传感器气体传感器是传感技术中的重要组成部分,能将气体特定成分检测出来,并将其转成适当信号,若与微机结合进行在线监控,会大大提高分析速度和准确度。
自1962年日本研制出第一种可燃性气体传感器之后,气体传感器从理论到应用均得到迅速发展,已广泛应用在各个领域。
历次国际性传感器会议中与气体有关的传感器均为重要内容之一。
我国有关传感器技术方面的会议召开过多次气体传感器方面报告均占30%以上,多着达40%,气敏元件和气体传感器已成为传感技术中的独立分支。
气体传感器技术的发展和应用现状分析
气体传感器技术的发展和应用现状分析一、引言随着科技的不断发展,气体传感器技术已经被广泛应用于不同的领域,如环境监测、工业安全等。
本文将从气体传感器技术的发展历程、传感器的类别以及应用现状等方面进行分析,以期为相关领域的研究者和实践者提供一定的参考价值。
二、气体传感器技术的发展历程自上世纪60年代,传感器技术开始进入人们的视野以来,气体传感器技术也开始逐渐得到发展。
最初的气体传感器使用了半导体材料和金属氧化物等物质来检测气体的存在。
随着气体传感器技术的不断发展,现在市场上已经有了敏感元件采用谷氨酸盐、聚合物、纳米材料等高新技术。
三、气体传感器的类别气体传感器主要包括电化学传感器、光学传感器、半导体传感器以及热电传感器等。
其中,电化学传感器是目前使用最广泛的气体传感器之一。
电化学传感器的感受层通常是一种电化学材料,如金属或半导体氧化物等。
当被检测气体与电极表面接触时,就会发生氧化还原反应,从而产生电流信号。
光学传感器则是将被检测气体中的光学信号(如荧光、吸收等)与气体浓度联系起来,从而确定气体浓度的一种方法。
半导体传感器则是使用半导体材料来感测气体,当气体通过半导体敏感层时,就会影响半导体的电学性质,从而产生电信号。
四、气体传感器的应用现状1. 环境监测方面:气体传感器广泛应用于空气质量监测和室内空气监测。
例如,在社交媒体上,人们常发“PM2.5”照片,这就是拍摄室外空气污染物检测器的数据。
室内空气质量也同样重要,快速检测TVOC等空气污染物对健康检测、厨房燃气泄露检测等都有很大的帮助。
2. 工业安全方面:在石油、煤炭、化工等行业,气体传感器被广泛应用于监测可燃气体浓度,以保障工人的安全。
同时,气体传感器也被应用于汽车尾气排放监测、食品贮藏环境中乙烯和二氧化碳等气体的检测等领域。
3. 运动健康方面:随着智能手环、手表等智能可穿戴设备的逐渐兴起,气体传感器也被应用于这些设备中。
例如,在户外运动过程中,氧气含量的变化对身体健康有很大的影响。
气体传感器文献综述
`气体传感器的发展概况和发展方向玛日耶姆·图尔贡107551600545Word文档气体传感器的发展概况和发展方向【摘要】本文对气体传感器进行分类,介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理,并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。
探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。
【关键词】气体传感器;特性;应用;发展方向一、前言目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会关注。
环境问题变成了重要的民生问题,影响到人民生活幸福感,甚至环境问题严重威胁群众健康。
近年来生态环境污染状况日趋严重,各种工业废水,废气直接排入水体及空气,造成极为严重的环境污染。
影响着人们的正常生活和生存发展,并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。
随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。
检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。
气体传感器作为气体检测最基础的部分,为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。
随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法,各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。
目前,随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展,气体传感器的应用领域越来越广泛,在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面,越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述摘要:传感器技术是综合多种学科的复合型技术,是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术.本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别,对每一类别进行综述,分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。
关键词:传感器1.引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术,是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术,而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。
在伴随着“信息时代”的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展,其应用领域越来越广,人们对其要求越要越高,需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟,相反在很多方面它还只是一项新兴的技术,依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境,迅速准确的处理传输客户所需求的信号,并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等.这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
2.传感器传感器是一种物理装置,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、温度、湿度等)或化学组成,并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样,精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如文献[1]中的气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题,所以还需要不断的改进。
然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了,我们应该取其精华。
因此,我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题.文献[2]就模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。
气体传感器综述
光纤气体传感器综述摘要综述了气体传感器的基本种类,论述了国内外各类气体传感器的工作原理、特点及发展状况。
关键词传感器检测气体光纤传感器是将某种信号,按一定规律转换成另一种信号的器件和装置。
传感技术是获取信息的工具。
这是一项迅速发展的高技术,是构成现代信息技术的主要技术之一,是检测原理、材料科学、工艺加工三要素的最佳结合。
在发达国家,传感技术被列为核心技术之一。
气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来,并转换成电信号的器件,人们很早就开始了气体传感器的研究,将其用来对有毒、有害气体的探测,对易爆、易燃气体的安全报警。
对人类生产生活中所需了解的气体进行检测、分析研究等,使得它在工业生产和日常生活中起到耳目的作用。
光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。
由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质,如光纤传输信息时能量损耗很小,给远距离遥测带来很大方便。
光纤材料性能稳定,不受电磁场干扰,在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变.所以光纤传感器从问世到如今,一直都在飞速发展。
各种新思路、新结构、新工艺的光纤传感器,如雨后春笋,不胜枚举。
这里我们仅就光纤气体传感器进行讨论。
1 气体传感器现状有关资料表明,1992年中国的气体传感器产量为50万,而1990年、1991年分别为200万和近400万,世界的气体传感器需求量也逐年增加。
气体传感器是利用被测气体的物理化学性质来检测气体的,分为物理性和化学性两种。
物理性的传感器是通过电流、电导、光的折射率等物理量的变化来检测的;而化学性传感器是通过化学反应、电化学反映引起物理量的变化来检测的。
2 气体传感器分类2.1 半导体气体传感器半导体气体传感器是利用气敏元件同气体接触,使半导体性质变化,以此来检测特定气体的成分或浓度。
优点是在低浓度区(300)仍对可燃性气体和某些毒性气体(甲烷)有较高灵敏度;体积小,结构简单,成本低,使用方便 [1]。
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述1. 介绍传感器是一种能够将物理量转换为电信号的器件。
它是现代科技中不可或缺的一部分,广泛应用于各种领域,包括环境监测、医学、交通等。
本文将对传感器技术的发展历史、分类和应用领域作一综述。
2. 发展历史20世纪初,发明了第一个传感器——灵敏度振动计。
然而,真正引起人们关注的是20世纪60年代,当时出现了麦克风、光学传感器等新型传感器。
这些传感器体积小、灵敏度高,可以用于多种场合。
后来,微机电系统(MEMS)的发明为传感器技术的发展提供了新的机遇。
由于MEMS的出现,传感器变得越来越小,成本也越来越低,同时灵敏度也大大提高。
3. 分类传感器根据测量的物理量不同可以分为以下几类:3.1 温度传感器温度传感器是测量温度的设备。
目前主要有两种温度传感器:接触式和非接触式。
前者需要接触被测物体表面,通过测量接触表面的温度来计算物体整体温度。
后者则不需要接触,通过辐射、红外等方式来测量,广泛应用于炉温监测、生产自动化等领域。
3.2 湿度传感器湿度传感器是测量空气中相对湿度的设备。
传感器测量和输出空气中水分含量的比例。
广泛应用于气象、农业、制造和航空等众多领域。
3.3 光学传感器光学传感器是通过测量物体对光的反应来测量距离、形状、颜色等物理量的设备。
在汽车、机器人、工业自动化、航空等领域有广泛应用。
3.4 加速度传感器加速度传感器是测量物体加速度的设备。
当受到加速度时,传感器会输出与加速度大小成正比的电信号。
广泛应用于测量设备运动状态和振动等领域。
3.5 压力传感器压力传感器是测量物体压力的设备。
它通过压敏材料、电容和电阻的变化来测量压力。
广泛应用于汽车制造、制药业、医疗、空气压缩机、工业自动化控制等领域。
3.6 运动传感器运动传感器是测量物体运动状态的设备。
传感器可用于测量物体的加速度、角速度和地磁场。
广泛应用于移动设备、健身设备以及运动医疗等领域。
4. 应用领域传感器技术的应用范围非常广泛,涉及环境监测、农业、医疗、制造业、车载电子、智能家居等多个领域。
气体传感器技术进展综述
气体传感器技术进展综述随着现代工业、交通等领域的不断发展,空气污染问题已经成为全球性的难题。
由于空气污染对人类健康和生态环境的危害是不容忽视的,因此监测空气质量的方法和技术受到越来越多的关注。
气体传感器技术作为目前监测空气质量的主要手段之一,其在技术上不断得到创新和突破,被广泛应用于许多领域。
一、气体传感器技术概述传感器是用来感知环境参数并将参数转换成易于处理的信号的物理或化学设备。
气体传感器技术就是针对气体污染的检测和监测的一种传感器技术,它可以检测包括温度、湿度、压力、氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化氮等气体在内的各种参数。
无论是空气污染监测还是工业生产自动化控制中气体检测都需要使用气体传感器技术。
目前主流的气体传感器技术有光学、电化学、金属氧化物、半导体等,不同技术的传感器在检测原理、精度、响应速度、寿命等方面略有不同,但都对气体分子的化学或物理性质进行检测,基本原理相同。
二、气体传感器技术进展随着科学技术水平的不断提高,气体传感器的技术水平也在不断提高和完善。
目前,在气体传感器技术方面的成果主要有以下几个方面:1. 气体传感器的微纳制造技术随着微纳加工技术的发展和成熟,微纳级气体传感器的制造已经成为一个研究热点。
相对于传统的气体传感器,微纳级气体传感器具有更高的灵敏度、更快的响应速度、更小的体积和更低的成本。
微纳级气体传感器制造技术的不断发展,将有助于实现更高性能、更小型化的气体传感器。
2. 气体传感器的多参数检测技术多参数检测即在一个气体传感器上同时检测多个气体参数。
这可以大大提高气体传感器的效率,节省成本。
目前,已经有研究机构开发出可以检测多达8个气体参数的气体传感器,不仅可以节省监测设备的数量,还可以减轻设备的负重,提高监测精度。
3. 气体传感器的智能化随着人工智能技术的发展,气体传感器也在向智能化方向发展。
传统的气体传感器要通过人工收集、处理检测数据,而现在的智能气体传感器已经可以通过人工智能技术进行自动化、智能化监测,从而提高监测的效率和准确度。
气体传感器技术及发展现状
气体传感器技术及发展现状周述良【摘要】气体传感器已广泛用于电子舌、电子鼻等仿生系统的设计.在环保检测、食品工业、毒品检测、反恐防恐、以及人类疾病的早期预测和实时在线监控等方面具有重要的应用价值.本文概述了气体传感器的研究进展和发展现状.%Gas sensitive materials and gas sensors have been widely used in the design of lectronic nose and electronic tongue of bionic systems. Tliey have many potential applications in food industry, environmental monitoring, anti -terrorism, the inspection of drugs and toxic gases, and the prognoses of some diseases. It is important to study the sensors consisted of organic films with high sensitivity, rapid response and good reproducibility and research the relationship among the materials, technologies and properties of devices.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】1页(P58)【关键词】气体;传感器;发展【作者】周述良【作者单位】成都电子机械高等专科学校,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TH60 引言大气成分以及它的变化会对人们的日常生活和生产有极大的影响。
例如,大气中含有过量一氧化碳,会使人窒息甚至昏迷死亡;可燃气体的泄漏则会引起爆炸和火灾,使人们的生命财产遭受巨大的损失;半导体制造行业对空气中的湿度、二氧化碳等成分有着严格的要求;食品加工行业会严格控制工作环境中的氧气、乙醇等气体的含量。
气体传感器技术的研究现状与未来发展趋势
气体传感器技术的研究现状与未来发展趋势气体传感器技术是一种测量空气质量的重要手段,已经在空气净化、环境监测、生化检测、安全领域等方面得到广泛应用。
由于气体传感器技术是一种极其细微的技术,因此在近年来,气体传感器领域取得了很多新的发展。
同时,随着物联网技术的发展,气体传感器与人工智能、云计算等技术相结合,也将能更好地为人类服务。
目前,气体传感器技术主要包括电化学传感器、光谱传感器、纳米气体传感器、MEMS气体传感器等多种类型。
尽管这些传感器的工作原理和结构不同,但都能起到与目标气体发生物理或化学反应的作用,进而产生某种可观测的物理或化学效应。
因此,例如在空气净化领域,传感器可以通过检测到空气中的有害气体,从而促使净化系统启动,净化空气,保障人体健康。
在环境监测领域,传感器可以通过检测水中的水质指标,从而判断水的状态,预测可能发生的事件。
在生化检测领域,传感器可以通过检测人体内各项指标,从而达到实时监测,商业化检测等多个目的。
然而,在气体传感器技术的发展中,还存在一些问题。
例如,一些传感器存在着响应缓慢、低灵敏度和高成本等问题,这些问题将反映在传感器的检测时间、误报率等方面,从而影响传感器的准确度和可使用性。
这些问题可能源于传感器技术本身,也可能是因为硬件设施不足和算法不够有效果所造成的。
为了解决这些问题,气体传感器技术采用了多种手段。
例如,传感器制造商使用更复杂的硬件技术或精细生产工艺,来提高传感器的准确性和成本等方面的性能。
此外,气体传感器应用领域的不断扩大,使得资源和交流逐渐集中,产生了创新的思想和技术,也可以带来新产品和技术的出现,产生更多场景下的应用。
未来,气体传感器技术的可能趋势:在智能化和微型化方面,传感器可能会采用更为智能化的处理方案和算法,例如,使用与人工智能相结合的技术。
当然,这需要物联网、云计算等技术的支持,以便预测和模拟气体的特定模型,进而为应用建立并提供更为严格的模型和推理方式。
中国气体传感器的发展史_概述说明以及解释
中国气体传感器的发展史概述说明以及解释1. 引言1.1 概述气体传感器是一种能够检测和量化各种气体成分的装置,广泛应用于环境监测、工业生产、安全防护等领域。
随着科学技术的不断发展和进步,气体传感器在中国的发展也取得了长足的进步和突破。
本文将对中国气体传感器的发展史进行概述、说明以及解释。
1.2 文章结构本文共分为六个部分,每个部分都有重要的内容和信息。
首先是引言部分,我们将在这一部分中介绍文章的背景和目的,并概述文章结构。
接下来是第二部分,探讨气体传感器的起源和早期发展情况,包括起源背景、早期传感技术以及发展趋势与应用拓展。
第三部分将重点关注中国气体传感器行业的兴起,包括基础研究与技术突破、创新发展与产业化进程以及国内外竞争与合作格局。
第四部分会详细分析当前中国气体传感器的发展现状,主要涉及主要产品与市场需求分析、技术进步与应用领域拓展以及行业面临的挑战与机遇总结。
第五部分将展望未来发展趋势和重点领域研究方向,包括新技术和材料创新方向、应用场景的拓宽和深化发掘,以及政策支持和国际合作推动。
最后,在第六部分中我们将进行总结回顾,评估取得的成就与不足,并展望中国气体传感器未来的发展前景。
1.3 目的本文旨在全面概述中国气体传感器的发展史,探讨其起源背景、早期传感技术以及发展趋势与应用拓展。
通过分析中国气体传感器行业的兴起、当前的发展现状以及未来的发展趋势,我们可以更好地了解该行业所面临的挑战和机遇,并提出相应的建议和解决方案。
同时,本文也旨在引起人们对于气体传感器研究与应用重要性的重视,促进相关领域在科技创新、市场推广等方面做出更多积极贡献。
2. 气体传感器的起源和早期发展2.1 起源背景气体传感器作为一种用于检测和测量环境中特定气体浓度的装置,在现代科技发展中起到了至关重要的作用。
其起源可以追溯到19世纪末。
最早的气体传感器实际上是针对可燃气体的检测而设计的,早期在工业领域中使用。
这些早期传感器大多基于化学原理,通过与目标气体之间发生化学反应来产生可观察的信号。
碳纳米管气体传感器综述
ห้องสมุดไป่ตู้
随着新一代信息技术的发展 , 互联 网不断扩展 和延 伸 , 进而发展成 完备的物 联网。 物联 网是 当前较新的一个热点课题之一 , 而传感器能够 为物联 网实时地 , 按一定频率周期 地采集环境信息 , 是物联 网至关重要 的组成部分 。伴 随着温室效应不断加 深 , 气体传感器 , 特别是 温室气体 传感器 , 也扮 演着越来越重要 的角色 。 目前, 金属氧化物半导体 ( S MO ) 传感器 和固态 电解质 (E 传感 器 占据着 气体传感器 的绝大部分市场 。 S) 但二者都 需要在较 高温度下工作 , 消耗功率 大 、 灵敏度低 、 抗干扰能力 较差 , 使用不便。 碳纳米管( N s 体传 感器展 现出比前 两者更快 的反 c T) 气 应速度 , 大的灵敏性 , 更 而且在室温下就能工 作。由于碳纳米管存在较 大的比表面积 , 一些气体 体现出吸附性质 。在 吸附气体之后 , 对 碳纳米 管在宏 观上产生 了可测 量较 大的电阻变化 ,这一性 质使 得碳纳米管制 成气体传感器成 为可能 。 在一定条件下 , 碳纳米管能够释放所吸附的气 体, 符合传感器反复使用 的原则 。 19 年 li I 9 1 ima 发现了碳纳米管,  ̄ 随后全球范 围内后续大量 的研究 工作揭示 了碳纳米管独特的 电学 、 物理 、 化学和力学性能 。随着 纳米技
科技信喜 .
高校理科研究
碳纳米管 号体传感器 综述
华 中科技 大学 朱真 乐
[ 摘 要] 纳米 管是一维纳米结构 , 碳 具有表 面吸 附能力强 , 导电性 良好和 电子 弹道传 输特性 等优势 , 这些 力学、 电学、 物理和化 学性 能使得其成 为制作纳米 气体传感 器的理想材料。运用碳纳 米管制 作的气体传感器具有灵敏度 高、响应速度快 、 尺寸 小和 能在 室温 下工作等诸 多优点 , 是很有前景的 气体传感 器。本文对碳纳米管气体传感器研 究进行 了综述 , 并对其研 究及应 用前景进行 了展 望。 [ 关键词 ] 碳纳米管 气体传感器 综述
气体传感器综述
气体传感器综述光纤气体传感器综述摘要综述了气体传感器的基本种类,论述了国内外各类气体传感器的工作原理、特点及发展状况。
关键词传感器检测气体光纤传感器是将某种信号,按一定规律转换成另一种信号的器件和装置。
传感技术是获取信息的工具。
这是一项迅速发展的高技术,是构成现代信息技术的主要技术之一,是检测原理、材料科学、工艺加工三要素的最佳结合。
在发达国家,传感技术被列为核心技术之一。
气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来,并转换成电信号的器件,人们很早就开始了气体传感器的研究,将其用来对有毒、有害气体的探测,对易爆、易燃气体的安全报警。
对人类生产生活中所需了解的气体进行检测、分析研究等,使得它在工业生产和日常生活中起到耳目的作用。
光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。
由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质,如光纤传输信息时能量损耗很小,给远距离遥测带来很大方便。
光纤材料性能稳定,不受电磁场干扰,在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变.所以光纤传感器从问世到如今,一直都在飞速发展。
各种新思路、新结构、新工艺的光纤传感器,如雨后春笋,不胜枚举。
这里我们仅就光纤气体传感器进行讨论。
1 气体传感器现状有关资料表明,1992年中国的气体传感器产量为50万,而1990年、1991年分别为200万和近400万,世界的气体传感器需求量也逐年增加。
气体传感器是利用被测气体的物理化学性质来检测气体的,分为物理性和化学性两种。
物理性的传感器是通过电流、电导、光的折射率等物理量的变化来检测的;而化学性传感器是通过化学反应、电化学反映引起物理量的变化来检测的。
2 气体传感器分类2.1 半导体气体传感器半导体气体传感器是利用气敏元件同气体有一定程度的选择性。
缺点是电极表面易污染,电解液不好保持[4]。
2.2.2 伽伐尼电池式传感器通过测量被测气体的电解电流来测量气体浓度。
2. 3 红外气体传感器被测气体与传感器直接接触后,吸收红外线的特定波长,用红外检测器来检测气体浓度。
气体检测技术文献综述
气体检测技术文献综述气体传感器-----文献综述气体传感器文献综述指导老师:胡赤鹰ndang/'word文档控制科学与工程学系自动化0701班林增辉 3061101271一、背景介绍目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会的关注。
环境问题已经成了重大的民生问题,成为影响人民生活幸福感的重要因素。
在一些地方,环境问题已经严重威胁到群众健康。
环境监测是解决环境问题的基础性工作,其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
气体检测是环境检测的重要部分,国内各大城市都相继建立了空气质量检测机构,通过电视、互联网等媒体及时向社会发布当地空气质量状况。
而一些特殊的工作场所,如化工厂、煤矿、垃圾处理场,对气体的检测有着更高的要求。
由于气体的不可见性(大部分气体为无色)和扩散性,气体传感器是气体检测最基础的部分。
气体传感器的研究成果,直接影响到气体检测技术的发展。
国内外研究现状2.1 气体检测仪表气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。
气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键最基础的部分。
气体检测仪表的工作原理是根据混合气体中待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别;或待测组分在特定环境中表现出来的物理、化学性质的不同来检测待测组分的含量。
因此,气体成分的分析方法基本上都是基于物理式、化学式和物理化学式等原理。
2.2 气体传感器气体传感器是传感技术中的重要组成部分,能将气体特定成分检测出来,并将其转成适当信号,若与微机结合进行在线监控,会大大提高分析速度和准确度。
自1962年日本研制出第一种可燃性气体传感器之后,气体传感器从理论到应用均得到迅速发展,已广泛应用在各个领域。
历次国际性传感器会议中与气体有关的传感器均为重要内容之一。
我国有关传感器技术方面的会议召开过多次气体传感器方面报告均占30%以上,多着达40%,气敏元件和气体传感器已成为传感技术中的独立分支。
气敏传感器综述
气敏传感器综述1引言随着我国经济的迅猛发展,工业方面也取得了较大进步,随之而来的问题便是废气的排放与环境的污染。
大量的废气由于不适当的排放造成了许多环境问题,近年来我国空气污染空前严重,环境也频频亮起红灯,这警示我们不得不重视这一系列的问题。
当今的工业高度发达,这些污染所带来的损失已经威胁到了人类的生存,引发了温室效应、酸雨、臭氧层的破坏等一系列的环境问题,解决这些问题的关键便是迅速准确的检测到这些有毒、有污染的气体,所以气敏传感器便得到了应用与发展。
气敏传感器,也称气体传感器,是一种检测特定气体的传感器。
它利用许多物理和化学的反应,将待测气体的种类、浓度、成分等有关信息在一定条件下转换为电信号,我们可以根据这些电信号对气体进行进一步的检测、监控、并在气体达到一定浓度时发出报警。
气敏传感器在当今的生活中应用非常广泛,比如酒精检测仪、烟雾报警器、煤气检测等,给人们的生活带来了极大的便利。
气敏传感器是气体监测系统的核心,对气体检测系统起着决定性的作用。
2气敏传感器的工作原理传感器的测试方式以工作模式的不同而有所区别,大体上可分为直流测量法和交流测量法。
RL为负载电阻。
当元件的电阻变化时,可通过负载电阻上电压的变化来换算。
R0=(10/V0-1)RL (2-1)Rc=(10/Vc-1)RL (2-2)S=R0/Rc=(10/Vc-1()10/V0-1)(2-3)式(2-3)中,R0为元件在空气中的电阻,Rc为元件在被测气体浓度为C的气体中的电阻。
V0为元件在空气中,负载电阻RL取一固定值时RL两端的电压输出值,Vc为元件在被测气体浓度为C的气体中RL两端的电压输出值。
典型半导体式气体传感器的响应恢复特性曲线,一般的,气体传感器的恢复时间要长于响应时间。
典型半导体式气体传感器的灵敏度特性曲线,一般的,半导体式气体传感器的电阻与气体浓度是非线性关系,近似于双对数线性关系。
3气敏传感器的研究现状目前,美国、德国和日本等国家气敏传感器应用广泛,主要使用的是可燃性气体气敏元件传感器,应用于检测并监控气体的排放和泄漏,使用范围大到工业化的工厂、小到居民住户。
气体传感技术综述
光纤气体传感器综述郑婉君摘要:光纤气体传感器是20世纪80年代出现的一种新型传感器, 由于它在技术上的各种优点使其在气体检测中得到广泛的应用。
本文介绍了光纤气体传感器的分类及各类光纤气体传感器的基本原理。
关键词:光纤传感,气体传感器一.引言近三十年来,伴随着光纤和光通信技术的高速发展,光纤传感器逐渐成为研究的主流。
由于光纤气体传感器具有抗干扰性强、本质安全、可利用现有光通信技术和器件、便于组成传感网络等特点,使得其相比传统气体传感器有着无可比拟的优势[1],这种传感技术具有测量灵敏度高,气体鉴别能力好,响应速度快,耐高温及潮湿能力强,气体传感探头(气体吸收盒)简单可靠以及易于形成网络等优点,因而是目前最有前途的一种气体传感技术。
它已应用在社会生活的许多方面: 工业气体在线监测、有害气体分析、环境空气质量监测和爆炸气体检测以及对火山喷发气体的分析[2-6]等。
二.光纤气体传感器的介绍与分类近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纤气体传感器作为一个重要的分支在生活中越来越广泛地被应用。
2.1光纤气体传感器介绍光纤气体传感的检测原理主要是通过检测光信号与外界被测气体参数相互作用后的参量改变反映气体的成分与浓度,可能引起包括光波强度、频率、偏振态、相位、非线性等的变化,从这些变化的光参数中提取被测气体参数的信息。
2.2光纤气体传感器分类光纤气体传感器根据传感原理分两大类:一类是传感型光纤气体传感器也称为功能型传感器,光纤在传感系统中不仅具有传输光的作用同时又是系统中的传感元件,该传感器需采用特种光纤(光子晶体光纤) 或对光纤进行化学物理预处理。
可燃气体文献综述[最新]
可燃气体浓度检测文献综述一.本课题的研究意义燃气(人工煤气、天然气、液化石油气)的普及,提高了生产效率、市民的生活质量,但在使用燃气的过程中,因燃气泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外事故时有发生,给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁,因此安全使用燃气一直是燃气主管部门工作的重中之重。
燃气泄漏报警器能有效监测环境中可燃气体或毒性气体(如CO)的浓度,一旦其浓度超出报警限定值,就能发出声光报警信号,并且能自动开启排风扇把燃气排出室外,甚至能通过联动装置自动切断燃气供应防止燃气继续泄漏,起到安全防范的作用。
但报警器选用得是否合理,直接关系到其功能的充分发挥。
该设计所研究的可燃性气体报警器正是应这种要求而开发的。
从可燃性气体发展的整体角度来说,在石油化工生产过程中、实验室实验、教学设施、住宅等不可避免地存在着各种易燃易爆气体和有毒气体,这些气体一旦泄漏并积聚在周围环境中,将可能酿成火灾、爆炸或人身中毒等恶性事故。
为了防患于未然,应采用性能可靠的气体检测器,连续监控工艺装置或储运设施环境中可燃气体和有毒气体的泄漏情况,及时发出报警以保证生产和人身安全。
当前在石化行业HSE质量体系越来越受到重视,石油化工行业标准《石油化工可燃和有毒气体检测报警设计规范》即将上升为国家标准。
在设计检测器时应充分考虑其安装位置的合理性,为以后的使用、维护、检定提供方便。
根据检测现场的空气可能环流现象及空气流动的上升趋势,以及厂房的空气自然流动情况、通风通道等来综合推测,当发生大量泄漏时,根据可燃气体或有毒气体在平面上自然扩散的趋势方向,确定平面位置;再根据泄漏气体的密度并结合空气流动的方向,确定空间位置。
报警器是否灵敏可靠关系到人身财产安全,因此报警器属于强制检定的计量器具。
目前大多数报警器用户都使用汽油或液化气等超过以上高浓度的易挥发可燃气体对报警器进行检测, 若报警即判断报警器正常。
这样做虽然省缺了购买可燃气体标准物质的麻烦和费用, 但实际上达不到保证安全的目的, 从而形成重大安全隐患, 有时还会造成报警器检测元件中毒。
气体传感器论文:浅谈气体传感器及其发展方向
气体传感器论文:浅谈气体传感器及其发展方向【摘要】本文对气体传感器的种类、原理作了简单的介绍,并介绍了气体传感器技术的发展现状。
【关键词】气体传感器;分类;半导体气体传感器随着近代工业的进步,特别是石油、化工、煤炭、汽车等工业部门的迅速发展,使人类的生活以及社会活动都发生了相应的变化。
被人们所利用的和在生活、工业上排放出的气体种类、数量都日益增多。
这些气体中,许多都是易燃、易爆或者对于人体有毒害的(。
它们如果泄漏到空气中,就会污染环境、影响生态平衡,甚至导致爆炸、火灾、中毒等灾害性事故。
为了保护人类赖以生存的自然环境,防止不幸事故的发生,需要对各种有害、可燃性气体在环境中存在的情况进行有效的监控。
气体敏感元件就是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或者器件。
气体传感器能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号(电流或者电压)。
根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路与电子计算机或者微处理机组成自动检测、控制和报警系统。
气体传感器是化学传感器的一大种类,从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准。
目前,在分类标准的问题上还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。
1 主要原理及分类通常以气敏特性来分类,主要可分为:半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器等。
1.1 半导体气体传感器半导体气体传感器是以金属氧化物半导体为基础材料。
当被测气体在该半导体表面吸附后,引起其电学特性(例如电导率)发生变化。
利用这种现象,制造成的各种半导体气敏元件,根据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。
电阻式半导体气体传感器主要是指半导体-金属氧化物-陶瓷气体传感器,是一种用金属氧化物薄膜(如sno2,zno fe2o3,tio2等)制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。
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`气体传感器的发展概况和发展方向玛日耶姆·图尔贡107551600545Word文档气体传感器的发展概况和发展方向【摘要】本文对气体传感器进行分类,介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理,并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。
探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。
【关键词】气体传感器;特性;应用;发展方向一、前言目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会关注。
环境问题变成了重要的民生问题,影响到人民生活幸福感,甚至环境问题严重威胁群众健康。
近年来生态环境污染状况日趋严重,各种工业废水,废气直接排入水体及空气,造成极为严重的环境污染。
影响着人们的正常生活和生存发展,并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。
随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。
检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。
气体传感器作为气体检测最基础的部分,为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。
随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法,各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。
目前,随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展,气体传感器的应用领域越来越广泛,在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面,越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。
二、气体传感器的发展概况2.1气体检测仪气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,主要是指便携式/手持式气体检测仪。
主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。
气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。
气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键的部分。
2.2传感器传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器按其基本效应可分为:物理传感器,化学传感器,生物传感器。
按检测对象,化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。
物理传感器传感器生物传感器气体传感器化学传感器离子传感器湿度传感器2.2.1气体传感器气体传感器是整个气体检测系统的核心,一般安装在探头。
探头首先通过气体传感器对气体样品进行处理,通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥和样品抽吸等过程,然后通过传感器将某种气体体积分数转化成对应电信号,实现相应的功能。
气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置,气体传感器通常是用来检测气体的类别、浓度和成分。
气体传感器的种类很多,分类方法也各不相同[2]。
国外从30年代开始研究开发气体传感器,至今已经走过了半个多世纪,品种到达了数百种。
过去研究开发的气体传感器主要用于家庭中常用的煤气、液化石油气、天然气以及矿井中的瓦斯气体的检测和报警,并取得了很大的成绩,基本上满足了市场的需要。
进入90年代,随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同。
2.2.2气体传感器分类按气体传感器的材料分,可分为半导体型和非半导体型。
应用广泛的气体传感器有:半导体型气体传感器、固体电解质气体传感器、电化学传感器、接触燃烧式气体传感器,光学气体传感器等。
1.半导体型气体传感器自从1962年半导体金属氧化物瓷气体传感器问世以来,半导体气体传感器由于具有灵敏度高、响应时间快等优点,其产品发展非常迅速,目前已成为世界上产量最大、应用最广的传感器之一。
这种类型的传感器在气体传感器中约占 60%,根据其机理分为电阻型半导体气体传感器和非电阻型半导体气体传感器。
1.1 电阻型半导体气体传感器电阻型半导体气体传感器是将气体浓度的变化转变成电阻值变化的一种传感器。
典型的电阻型半导体气体传感器材料是:SnO2、ZnO、Fe2O3等,因为这些材料存在气敏效应,当表面吸附某种气体时会引起电导率的变化。
电阻型半导体气体传感器中应用最广泛的是 SnO2气敏元件,其工作原理是:SnO2和空气中电子亲和性大的气体发生反应,形成吸附氧束缚晶体中的电子,使器件处于高阻状态;当它与被测气体接触时,气体与吸附氧发生反应,元件表面电导增加,电阻减小。
电阻型气体传感器具有成本低、制造简单、灵敏度高、响应快、寿命长、对湿度敏感低、电路简单等优点。
但是由于其自身的结构和材料原因,也决定了它的缺陷,当电阻型气体传感器工作于高温下时,选择性较差、元件参数分散、稳定性不理想、功率要求高;当探测气体中混有硫化物时容易中毒。
1.2 非电阻型半导体气体传感器1.2.1 结型气体传感器结型气体传感器又称气敏二极管,是利用气体改变二极管的整流特性。
将金属与半导体结合做成整流二级管,其整流作用来源于金属和半导体功函数的差异,随着功函数因吸附气体而变化,其整流作用也随之变化。
1.2.2 MOSFET 型气体传感器气敏二极管的特性曲线左移可以看作二极管导通电压发生改变,这一特性如果发生在场效应管的栅极,将使场效应管的阈值电压U T改变,利用这一原理可以制成 MOSFET 型气敏器件。
氢气敏 MOSFET 是一种最典型的气体传感器,它用金属钯(Pd)制成钯栅。
在含有氢气的气氛中,由于钯的催化作用,氢气分子分解成氢原子扩散到钯与二氧化硅的界面,最终导致 MOSFET 的阈值电压U T发生变化。
使用时常将栅漏短接,可以保证 MOSFET 工作在饱和区。
利用这一气敏器件可以测出氢气浓度。
氢气敏 MOSFET 在氢气浓度高时其灵敏度变低,氢气浓度低时灵敏度则升高[2]。
2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。
稳定的氧化锆固体电解质传感器已成功地应用于钢水中氧的侧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蒸镀一层气体敏膜,把周围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[3]。
3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体 CO、H2、CH4的检测。
可燃气体接触表面催化剂 Pt、Pd 时燃烧、发热,燃烧热与气体浓度有关。
这种类型的传感器应用面广、体积小、结构简单稳定性好,缺点是选择性差[3]。
4电化学式气体传感器电化学式气体传感器可分为原电池式,定电位电解式、电量式,离子电极式四种类型。
原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的浓度,市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器,近年来,又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。
定电位式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的浓度,和原电池式不同的是,它需要由外界施加特定电压,它除了能检测CO、NO、NO2、O2、SO2等气体外,还能检测血液中的氧浓度。
电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的浓度。
离子电极式气体传感器出现得较早,通过测量离子极化电流来检测气体的浓度。
电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高,选择性好。
5.光学气体传感器5.1 直接吸收式光气体传感器红外线气体传感器是典型的吸收式光学气体传感器,是根据气体分别具有各自固有的光谱吸收谱检测气体成分,非分散红外吸收光谱对 SO2、CO、CO2、NO 等气体具有较高的灵敏度。
另外紫外吸收、非分散紫外吸收、相关分光、二次导数、自调制光吸收法对 NO、NO2、SO2、CH (CH4)等气体具有较高的灵敏度。
5.2 光反应气体传感器是利用气体反应产生色变引起光强度等光学特性改变,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。
5.3 气体光学特性的新传感器光导纤维温度感器为这种类型,在光纤顶端涂敷触媒与气体反应、发热。
顶端温度改变,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[3]。
6.气体传感器的应用气体传感器在日常生活和工业生产中应用广泛,可用于有害气体鉴别、报警与控制,烟雾报警器,酒精检测报警器等场合[3]。
6.1 特殊场所可燃气体火灾探测在煤矿、石油、化工等企业,一但发生可燃气体泄露,极易造成大面积火灾并引起爆炸事故,所以在这些场所对煤气、天然气、液化气等可燃性气体进行气体泄露检测,可以做到极早期的预防灾害的发生。
可燃性气体监测的原理是:针对某中具有一定选择性、灵敏度高、响应时间短的气体传感器,将气体传感器安装在生产,储备、使用等车间场所中,及时监测气体含量,如果可燃性气体含量达到预先设定值或气体浓度达到气体最低爆炸浓度界限,通过控制器启动报警装置或开动保护系统,从而达到预防火灾灾害、减小爆炸危险的目的。
6.2气体传感器在国外航天器上的应用气体传感器作为航天器上不可缺少的眼睛和鼻子,主要用于载人舱有害气体成分变化监测、航天器发动机工作期间燃料燃烧情况、航天器关键部位气体或液体的泄漏判断以及深空探测过程中行星大气环境检测等方面[4-14],为航天器产品质量、安全、宇宙环境探知和宇航员身体健康等提供非常重要的参考数据。
因此国外多个宇航研究机构都在大力支持研究和研发适合航天器上工作的各类气体传感器,并多次在航天器上进行应用。
地面上气体的监测有多种方法,如气相色谱仪、液相色谱仪、各类质谱仪以及各类气体传感设备,相比较于地面设备和仪器,气体传感器因体积小、功耗低、质量轻、灵敏度高,重复性好、成本低等优点[15-17],所以在航天器上得到广泛应用。
因航天器工作环境的特殊性,对应用在航天器上的各类传感器相比较与地面或传统传感器的技术要求更加严格,如体积更小、功耗更低、质量更轻、灵敏度更高以及可靠性更稳定等。
为了能够满足以上要求,国外对航天器上的各类气体传感器进行了深入研究,研发出一系列的具有创新性的各类气体传感器。
这些气体传感器主要是安装在航天器舱、发动机喷口处以及宇航员随身携带,用于检测航天器材料气体释放、管道泄漏和发动机喷口气体成分变化等[8, 14],为航天器和宇航员的安全提供了必不可少的保障手段。