气体传感器及检测.

业 阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。当周围氧气
教 浓度较大时，氧原子进入二氧化钛晶格，改变了半导
学 体的电阻率，使其电阻值增大。
资
源
建
设
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务2 掌握各种气敏传感器的连接以及调测
子 举例：二氧化钛氧浓度传感器的连接以及调测
应 三、各种气敏传感器的测量和应用电路
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的测量和应用电路
子 技
举例：MQN型气敏传感器的测量和应用电路
术
气敏烧结体
专
业
教
学
资
源
电阻结构
建
MQN型气敏半导体器件是由塑料底座、 电极引线、不锈钢网罩、气敏烧结体以 及包裹在烧结体中的两组铂丝组成。
设 1—引脚 2—塑料底座 3—烧结体 4—不锈钢网罩 5—加热电极 6—工作电极
源
蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。
建
设
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气体传感器及检测
应 一、气敏传感器工作原理和主要特性
用 电
任务1 掌握气敏传感器工作原理和主要特性
子 技 术
气敏电阻工作原理：气敏电阻是一种半导体敏 感器件，它利用半导体材料对气体的吸附而使
专
自身电阻率发生变化的机理进行测量的元件。
源
建
设
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气体传感器及检测
应 五、厨房可燃气体的检测应用案例分析
用 电
任务1 掌握厨房可燃气体的检测应用
子
根据厨房可燃气体泄漏检测的实际情况，结合气敏传
技 感器的相关知识，选用半导体电阻气敏传感器。
术 专 业 教
1）厨房煤气和天然气的泄漏检测：该类气体比空气轻， 应将报警器安装在靠近天花板处，这样容易积聚上升的气 体。
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气体传感器及检测
应 六、智能抽油烟机控制系统分析
用 电
任务1 智能抽油烟机控制系统的分析
子
技 对油烟蒸气的检测选用
术 热敏电阻，本设计选用
专 NTC负温度系数热敏电阻
业 NTCMF5A，请根据已学的
教 温度传感器和电子线路
学 的有关知识对如右图所
资 示煤气检测电路进行分
源 析。
建
油烟检测电路
建
设
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务2 掌握各种气敏传感器的连接以及调测
子 举例：二氧化钛氧浓度传感器的连接以及调测
技
术
专
业 二氧化钛氧浓度传感器
教 可用于汽车或燃烧炉排
学 放气体中的氧浓度测量。
资
源
建
设
汽车尾气分析
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气体传感器及检测
业
测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO
教
或Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、
学
激活剂及其它添加剂，按一定比例烧结而成的
资 源
半导体器件。
建
设
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气体传感器及检测
应 一、气敏传感器工作原理和主要特性
用 电
任务1 掌握气敏传感器工作原理和主要特性
子
举例：酒精传感器的选择性
资 200300℃，其目的是加速被测
源 建
气体的化学吸附和电离的过程并 烧去气敏电阻表面的污物（起清
3—烧结体 5—加热电极 6—工作电极 7—加热回路电源 8—测量回路电源
洁作用）。
设
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气体传感器及检测
应 四、气体检测系统的组成以及使用注意点
用 电
任务1 掌握气体检测系统的组成
子
子
技
术
专
业
教
学
资
源
建
空气质量传感器
设
一氧化碳传感器
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的选用
子
技
术
专
业
教
学
资
源
建
其他可燃气体传感器
设
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的选用
学 2）厨房液化石油气的泄漏检测：该类气体的主要成分为
资 丙烷，比空气重，容易沉积到地面上，应将报警器安装在
源 接近地面处。
建
设
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气体传感器及检测
应 五、厨房可燃气体的检测应用案例分析
用 电
任务1 掌握厨房可燃气体的检测应用
子
技
术
专
业
教
学
资
源
煤气和天然气的泄漏检测
建
液化石油气的泄漏检测
子 举例：二氧化钛氧浓度传感器的连接以及调测
技
术
上页TiO2氧浓度传感器结构图中，二氧化钛气敏电阻
专 与补偿热敏电阻同处于陶瓷绝缘体的末端。当氧气含量减
业 小时，RTiO2的阻值减小，Uo增大。
教
在测量转换电路中，与TiO2气敏电阻串联的热敏电阻
学 Rt 起温度补偿作用。当环境温度升高时，TiO2气敏电阻的 资 阻值会逐渐减小，只要Rt也以同样的比例减小，根据分压 源 比定律，Uo不受温度影响，减小了测量误差。
应 一、气敏传感器工作原理和主要特性
用 电
任务1 掌握气敏传感器工作原理和主要特性
子 技 术
气敏电阻分类：气敏电阻品种繁多，主要有可 测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类。
专
业 教 学
还原性气体：所谓还原性气体就是在化学反应 中能给出电子，化学价升高的气体。还原性气
资
体多数属于可燃性气体，例如石油蒸气、酒精
技
术
专
业
教
学
资
TiO2氧浓度传感器结构
源 1－外壳（接地）2－安装螺栓 3－搭铁线 建 4－保护管 5—补偿电阻 6－陶瓷片 设 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口
9－引脚
TiO2氧浓度传感器 测量转换电路
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务2 掌握各种气敏传感器的连接以及调测
设
湖南铁道职业技术
技
术
专
业
教
学
资
源
建
设
湖南铁道职业技术
气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的选用
子
技
术
专
业
教
学
资
源
建
酒精传感器
设
NH3传感器
甲烷传感器
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的选用
子
技
术
专
业
教
学
资
源
建
可用于汽车尾气测量
设
氧浓度传感器外形
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气体传感器及检测
应 二、各种气敏传感器的选用、连接以及调测
用 电
任务2 掌握各种气敏传感器的连接以及调测
子 举例：二氧化钛氧浓度传感器的连接以及调测
技
术 二氧化钛氧浓度传感器的工作原理：半导体材料二氧
专 化钛（TiO2）属于N型半导体，对氧气十分敏感。其电
专 电压加热。加热温度对气敏电阻的特性影响很大，因此
业 加热器的加热电压必须恒定。
教
如前所述，MQN型气敏传感器使用时气敏电阻工作
学 时必须加热到200300℃，其目的是加速被测气体的化
资 学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物（起清
源 洁作用）。
建
设
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气体传感器及检测
应 四、气体检测系统的组成以及使用注意点
设
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气体传感器及检测
应 五、厨房可燃气体的检测应用案例分析
用 电
任务1 掌握厨房可燃气体的检测应用
子
技
术
专
业
பைடு நூலகம்
教
学
资
源
家庭用煤气报警器
家庭用液化气报警器
建
设
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气体传感器及检测
应 六、智能抽油烟机控制系统分析
用 电
任务1 智能抽油烟机控制系统的分析
子
举例：
技
术
专
业
教
学
资
源
用 电
任务2 掌握气体检测使用注意点
子 2）温度补偿
技 术 专 业 教
半导体气敏电阻在气体中的电阻值与温度和湿度有 关。当温度和湿度较低时，电阻值较大；温度和湿度较 高时，电阻值较小。因此，即使气体浓度相同，电阻值 也会不同，需要进行温度补偿。
学
如前所述，TiO2氧浓度传感器的测量转换电路中，
资 与TiO2气敏电阻串联的热敏电阻Rt 起温度补偿作用。
技
术
思考题：请同学们根据已介绍的气体传感
专 器的基本检测电路和电子线路设计知识，设计 业 一个完整的气体检测系统。
教
学
资
源
建
设
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气体传感器及检测
应 四、气体检测系统的组成以及使用注意点
用 电
任务2 掌握气体检测使用注意点
子 技
1）气敏电阻使用时一定要加热
术
一般由变压器二次绕组交流输出或直流电压提供低
技
的成分或含量转换成相应的电信号的器件或装置。
术
专 业
分类：常用气体传感器有接触燃烧式气体传感器、电化 学气敏传感器和半导体气敏传感器等。
教
学 资
半导体气敏传感器的特点：具有灵敏度高、体积小、 价格便宜、使用维修方便、应用面广等有点，是气体传
源
感器发展的主要方向。
建
设
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气体传感器及检测
湖南铁道职业技术
气体传感器及检测
应 三、各种气敏传感器的测量和应用电路
用 电
任务1 掌握各种气敏传感器的测量和应用电路
子 技
举例：MQN型气敏传感器的测量和应用电路
术
包裹在烧结体中的两组铂丝，
专 业
一组铂丝为工作电极，另一组 （右图中的左边铂丝）为加热电 极兼工作电极。
教
学
气敏电阻工作时必须加热到
建
智能抽油烟机控制系统原理图
设
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气体传感器及检测
应 六、智能抽油烟机控制系统分析
用 电
任务1 智能抽油烟机控制系统的分析
子
MQ-2型气敏元件对不同种类、不同浓度的气体有不同的电阻值，
技
请根据已学的气体传感器和电子线路的有关知识对如下图所示煤气
术
检测电路进行分析：
专
业
教
学
资
源
建
设
煤气检测电路
《传感器应用》课程教学资源建设
建设院校：
主要参与企业：
湖南铁道职业技术学院
中国四联仪器仪表集团 有限公司
美的集团有限公司
重庆梅安森科技股份有 限公司
重庆工业自动化仪表研
究所
气体传感器及检测
应 一、气敏传感器工作原理和主要特性
用 电
任务1 掌握气敏传感器工作原理和主要特性
子 基本原理：气体传感器是将气体中所含某种特定气体