各类气体传感器的原理、结构及参数
【大汇总】你想要的传感器参数及针脚定义，这下全给你！
【⼤汇总】你想要的传感器参数及针脚定义，这下全给你！导读传感器(英⽂名称:transducer/sensor)是⼀种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，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。
今天咱们就从传感器的原理、参数、针脚定义来看⼀下柴油车常⽤的传感器吧~01氮氧传感器以潍柴-国六为例：（1）氮氧传感器原理：①在露点检测完成后，传感器开始加热到800℃；②含有NO、NO2、H2O、O2的排⽓进⼊传感器的第⼀个⼯作腔；③第⼀个⼯作腔内有⼀个氧泵电极（lPO），在该氧泵上加上⼀定电压，⾸先去除废⽓中较⼤部分的氧⽓，同时将废⽓中NO2转化为NO；④燃烧可燃⽓体，并将剩余极少数O2移到第⼆⼯作腔中；⑤在辅助电极（IP1）的作⽤下，剩余O2被全部移除；⑥在测量电极（D3）的作⽤下，第⼆⼯作腔内的NO发⽣还原反应，⽣成N2和O2；根据分解产⽣的O2的含量即可计算出排⽓中NOx的含量。
（2）氮氧传感器参数：量程范围：0-1500ppm测量精度：0-100ppm：+/-10ppm100-500ppm：+/-10％501-1500ppm：+/-15％（3）氮氧传感器针脚定义：02⼤⽓压⼒传感器以锡柴为例：（1）⼤⽓压⼒传感器原理：作⽤：通过测量进⽓压⼒、温度和湿度，来修正空燃⽐。
安装要求：安装在空⽓滤清器和增压器之间的空⽓管路上。
（2）⼤⽓压⼒传感器参数：内置湿度、温度、压⼒传感器⼯作环境温度：-40~105℃安装螺栓：2xM6x1拧紧⼒矩：最⼤3.3N·M（3）传感器针脚定义:03EGR阀以锡柴4DB 为例：（1）EGR阀参数：电压：5v驱动形式：H桥开度：默认全关⼯作温度：5~35℃湿度范围：45~85％压⼒范围：96~106KPa流量：1600±160L/min泄漏量：＜7L/min传感器出现问题，油温、⽔温、油门、进⽓压⼒......都需要测量信号，但⼀个⼀个的测量费时还费⼒？别着急，A203万⽤传感器快速判断线路/传感器故障，解决你所有的忧虑，现任意购买 3本书籍（从18本维修书籍中任选），即送 A203万⽤传感器 + AS207断路测试仪⼀套哦，所以还在等什么？（点击上⽅图⽚⽴即抢购）（3）EGR阀针脚定义:以H桥⽅式驱动，默认为全关。
6.1气敏传感器基本原理及测量电路.pptx
其目的是加速被测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（起清洁 作用）。
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8. 气体检测使用注意事项
2）温度补偿 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
测量转换电路
据分压比定律，Uo不受温度影响，减小了
测量误差。
汽车尾气分析
二氧化钛氧浓度传感器可 用于汽车或燃烧炉排放气 体中的氧浓度测量。
观察右图看说明非线性特性对 浓度超限报警是否有利？
气敏半导体的灵敏度特性曲线
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8. 气体检测使用注意事项
1）气敏电阻使用时一定要加热 一般由变压器二次绕组交流输出或直流电压提供低电压加热。加热温度对气敏电
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。
如前所述，TiO2氧浓度传感器的测量转换电路中，与TiO2气敏电阻串联的热敏电 阻Rt 起温度补偿作用。
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8. 气体检测使用注意事项
• 温度补偿中实用的热敏电阻工作原理 • 半导体热敏电阻简称热敏电阻，是一种新型的半导体测温元件。 • 热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度的变化而显著变化的特性实现测
气敏传感器类型：
半导体气敏传感器 接触燃烧式气敏传感器 电化学气敏传感器
2.气敏传感器外形
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半导体气敏传感器应用最多。它的 应用主要有：一氧化碳气体的检测、 瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟 利昂的检测、呼气中乙醇的检测、 人体口腔口臭的检测等等。
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几种气体传感器的介绍
常见类型与用途
声表面波气体传感器有多种类型，如金属氧化物半导体型 、高分子材料型等。其中，金属氧化物半导体型传感器应 用最为广泛，主要用于检测可燃性气体、有毒有害气体等 。
声表面波气体传感器具有灵敏度高、响应速度快、稳定性 好等优点，因此在工业自动化、环境监测、安全防护等领 域得到广泛应用。
优点与局限性
热线型传感器利用加热的金属丝检测气体热导率的变化；薄膜型传感器则使用薄膜 材料作为热敏元件；干涉型传感器利用光干涉原理测量温度变化。
热导率气体传感器广泛应用于工业过程控制、环境监测、安全检测等领域，用于检 测各种有毒有害气体、可燃气体以及氧气等。
优点与局限性
热导率气体传感器具有结构简单、稳定性好、寿命长等优点，同时对某些特定气体的检测具有较高的 灵敏度和选择性。
局限性
光学气体传感器容易受到光学元件污染、光源老化等因素的影响，需要定期维护 和校准。此外，光学气体传感器的成本较高，限制了其在某些领域的应用。
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金属氧化物半导体气体传感器
工作原理
金属氧化物半导体气体传感器利用金 属氧化物作为敏感材料，通过气体与 敏感材料发生反应，导致材料电阻发 生变化，从而检测气体浓度。
化来检测气体的浓度。
传感器通常包含光源、光检测器 和光学元件，通过测量气体对光 的吸收或散射程度，可以确定气
体的浓度。
不同的气体对光的吸收或散射程 度不同，因此传感器具有选择性 ，能够针对特定气体进行检测。
常见类型与用途
红外线气体传感器
利用红外线对不同气体的吸收特性，常用于检测 二氧化碳、甲烷等气体。
当待测气体吸附在敏感材料表面时， 敏感材料的电子结构和电阻率发生变 化，导致电阻值变化，通过测量电阻 值的变化即可推算出气体的浓度。
汽车各类传感器的结构介绍与工作原理解析
汽车各类传感器的结构介绍与工作原理解析在现代社会，传感器的应用已经渗透到人类的生活中。
传感器是一种常见的装置，主要起到转换信息形式的作用，大多把其他形式的信号转换为更好检测和监控的电信号。
汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，把汽车运行中各种工况信息转化成电讯号输送给中央控制单元，才能使发动机处于最佳工作状态。
发动机、底盘、车身的控制系统，另外还有导航系统都是汽车传感器可以发挥作用的位置；汽车传感器还可检测汽车运行的状态，提高驾驶的安全性、舒适性。
汽车中的传感器按测量对象可分为温度、压力、流量、气体浓度、速度、光亮度、距离等。
以应用区域来分，又可分为作用于发动机、底盘、车身、导航系统等。
按输出信号，有模拟式的也有数字式的。
按功能分，有控制汽车运行状态的，也有检测汽车性能及工作状态的。
下面我们就按功能分别具体介绍汽车控制用传感器以及汽车性能检测传感器。
一、汽车控制用传感器1、发动机控制系统用传感器流量传感器汽车中的流量传感器大多测发动机空气流量和燃料流量，它能将流量转换成电信号。
其中空气流量传感器应用更多，主要用于监测发动机的燃烧条件、起动、点火等，并为计算供油量提供依据。
按原理分为体积型、质量型流量计，按结构分为热膜式、热线式、翼片式、卡门旋涡式流量计。
翼片式流量计测量精度低且要温度补偿；热线式和热膜式测量精度高，无需温度补偿。
总的来说，热膜式流量计因为较小的体积，更受工业化生产的青睐。
2、压力传感器压力传感器主要以力学信号为媒介，把流量等参数与电信号联系起来，可测量发动机的进气压力、气缸压力、大气压、油压等，常用压力传感器可分为电容式、半导体压阻式、差动变压器式和表面弹性波式。
电容式多检测负压、液压、气压，可测 20～100kPa 的压力，动态响应快速敏捷，能抵御恶劣工作条件；压阻式需要另设温度补偿电路，它常用于工业生产；相对于差动变压器式不稳定的数字输出，表面弹性波式表现最优异，它小巧节能、灵敏可靠，受温度影响小。
气体传感器ppt课件
Va Vg
Va:气敏元件在洁净空气中工作时，负载电阻上的电压输出；
Vg:气敏元件在规定浓度被测气体中工作时，负载电阻的电压输出
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（3）气敏元件的分辨率 表示气敏元件对被测气体的识别（选择）以及对干扰气体的抑制 能力。气敏元件分辨率S表示为
S Vg Vg Va Vgi Vgi Va
Va—气敏元件在洁净空气中工作时，负载电阻上的输出电压； Vg—气敏元件在规定浓度被测气体中工作时，负载电阻上的电压 Vgi—气敏元件在i种气体浓度为规定值中工作时，负载电阻的电压
(1) MOS二极管气敏器件
MOS二极管气敏元件制作过程是在P型半导体硅片上，利 用热氧化工艺生成一层厚度为50~100nm的二氧化硅(SiO2)层， 然后在其上面蒸发一层钯(Pd)的金属薄膜，作为栅电极，如图 14-5(a)所示。
M(Pd)
SiO2 P—Si
C
Ca
氢气中
空气中
Cs
O
V
(a)
(b)
14.1 概述
14 气 体 传 感 器
气体传感器是将被测气体浓度转换为与其一定关系的电量 输出的装置或器件。
气体传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。
由于气体种类繁多, 性质各不相同，不可能用一种传感器检 测所有类别的气体，按构成气体传感器材料可分为半导体和非 半导体两大类。目前实际使用最多的是半导体气体传感器。
的电阻值)称为加热电阻，用RH表示。直热式的加热电阻值一
般小于5Ω；旁热式的加热电阻大于20Ω。 气敏元件正常工作所需的加热电路功率，称为加热功率，
用ＰＨ表示。一般在(0.5～2.0)W范围。
（6）气敏元件的恢复时间 表示在工作温度下,被测气体由该元件上解吸的速度,一般从气
几种气体传感器的工作原理
几种气体传感器的工作原理气体传感器是用于检测环境中气体浓度的装置，可以分为许多不同类型，下面将介绍几种常见的气体传感器的工作原理。
1.火焰传感器火焰传感器主要用于检测并报告火焰的存在，是一种常见的安全设备。
其工作原理是通过探测火焰产生的光线来识别火焰。
具体来说，火焰传感器通常包含一个光敏元件，如光敏电阻或光敏二极管。
当火焰产生时，火焰会发出肉眼可见的光线，光线照射到光敏元件上，改变其电阻或电流值，从而检测到火焰的存在。
2.氧气传感器氧气传感器是一种用于测量环境中氧气浓度的装置。
其工作原理基于氧和其他气体之间的化学反应。
其中最常见的是电化学传感器，该传感器包含一个电极和一个电解质。
当氧气进入传感器时，氧气与电极上的电解质发生氧化还原反应，产生电流。
根据电流的变化可以确定氧气浓度的大小。
3.甲烷传感器甲烷传感器主要用于检测环境中甲烷气体的浓度，广泛用于天然气泄漏检测。
其工作原理基于甲烷气体和传感器中的化学物质之间的反应。
通常，甲烷传感器采用的是热导法，即通过测量热量传导来检测甲烷的存在。
甲烷在传感器中会与特定的催化剂反应，产生热量。
然后，传感器测量热量的变化，并将其转化为电信号，以表示甲烷的浓度。
4.二氧化碳传感器二氧化碳传感器用于测量环境中二氧化碳气体的浓度，广泛应用于室内空气质量监测。
其工作原理可以分为两类：非分散式传感器（NDIR）和分散式传感器。
其中，非分散式传感器利用特定波长的红外光源通过样品腔室，在二氧化碳与红外光发生吸收时测量光强的变化来判断二氧化碳浓度。
而分散式传感器则是通过测量二氧化碳与其他气体之间的电容、电阻或振荡频率的变化，实现浓度检测。
5.VOC传感器VOC（挥发性有机化合物）传感器用于检测环境中VOC的浓度，VOC 是一类对人体健康和环境有害的化学物质。
其工作原理有多种方式，包括电化学、光散射、红外吸收等。
其中最常用的是电化学传感器，它利用VOC与电极上的催化剂发生可逆氧化还原反应，测量电流的变化来判断VOC浓度。
各类传感器的工作原理
各类传感器的工作原理传感器是一种可以感知和测量物理量的装置，它能够将物理量转变为电信号或其他可读取的形式。
传感器在工业、农业、医疗、环保和家居等各个领域中广泛应用。
下面将介绍几种常见的传感器以及它们的工作原理。
1.光敏传感器：光敏传感器是一种能够感知光线强度的传感器。
它的工作原理是利用光敏材料的光照敏感性来检测和测量光线的强度。
当光线照射到光敏材料上时，光敏材料中的电子会发生跃迁，产生电流。
通过测量电流的大小，可以确定光线的强度。
2.压力传感器：压力传感器是一种用于测量压力的传感器。
它的工作原理根据被测介质对应力的变化，通过压力敏感元件（如应变片、电容、压电晶体等）的压力损失程度来测量被测压力。
当外界压力作用于压力敏感元件上时，其形变会引起其电阻、电容等参数的变化，进而测量压力的大小。
3.温度传感器：温度传感器用于测量物体的温度。
其中热电偶和热电阻是常见的温度传感器。
热电偶是利用热电效应原理，通过两种不同材料的接触形成热电偶回路，根据温差产生的热电势测量温度。
而热电阻则是利用材料的温度对电阻的温度系数的变化来测量温度。
4.加速度传感器：加速度传感器用于检测物体加速度的变化。
其工作原理基于牛顿的第二定律，即物体的加速度和受力成正比。
加速度传感器通常采用微机电系统（MEMS）技术，通过检测微小质量的振动来计算物体的加速度。
5.气体传感器：气体传感器用于检测和测量空气中的气体成分。
工作原理各有不同，常见的原理包括电化学原理、红外吸收原理、光学原理和半导体原理等。
例如，电化学气体传感器通过与目标气体发生化学反应，使电极间的电流发生变化来检测气体浓度。
6.湿度传感器：湿度传感器用于测量空气中的湿度。
常见的湿度传感器是基于电容式测量原理。
当湿度变化时，空气中的水分会使电容器的电介质发生变化，从而改变电容值。
通过测量电容的大小，可以计算出相对湿度的值。
需要注意的是，以上只是介绍了一些常见的传感器以及它们的工作原理，实际应用中还有更多类型的传感器，每个传感器都有其独特的工作原理。
MEMS 气体传感器简介ppt课件
图4 FA IMS气体传感器原理
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time.
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1.1气体声光效应法 气体的光声效应(photoacoustic spectroscopy)早在1880
年就由贝尔发现,但直到20世纪80年代,随着激光器和高灵敏麦克 风技术的成熟, 才在气体传感器领域得到研究。
光声气体传感器由调制光源（modulated light source）、 光声池（photoacoustic cell ）、高灵敏麦克风（High sensitive microphone ）系统3个主要部分组成(如图1) 。
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4、高场非对称波形离子迁移谱(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry )技术气体传感器
FA IMS技术是基于离子迁移谱技术( IMS)发展而来, 原理如图4。载 气与样品混合电离后经过离子门送到离子飘移区,在高压(大于11 000V / cm)交变电场的作用下,不同离子的迁移速性有关,因此,高电场可以区分低电场迁移相近的 离子。对于交变电场再增加一个直流偏置电压,抵消待检测气体离子的高 电场迁移效果,即可使得特定离子通过飘移区达到检测电极。在样品检测 过程中对直流偏置电压进行扫描即可分析样品气体中的成分。
2.2电导型气体传感器
2.3谐振式微悬臂梁气体传感器
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2.1声表面波型气体传感器
比较电路
产生声表面波
图3 SAW气体传感器原理图
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接收声表面波
3、Gas sensor for inflammable and explosive gas catalytic combustion
催化燃烧式气体传感器的原理源自宏观的气体传感 器,主要用于甲烷, CO等易燃易爆气体检测领域。通过 MEMS技术将催化剂制做为薄膜,对其加热。当空气中有易 燃易爆气体存在时,气体分子在催化剂表面发生催化氧化 反应（catalytic oxidation reaction）,并放出热量。经 过热敏元件将温度变化转换为电信号,与参比薄膜进行比 对得到气体体积分数变化,热敏元件常用热敏电阻器,常用 催化剂有氧化Pd, Pt等。MEMS工艺实现催化剂薄膜化、 微型化,并对加热电极、热敏元件进行集成,从而有效减小 传感器的体积。
气敏、湿敏传感器
一、气敏电阻传感器气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器，它的传感元件是气敏电阻。
气敏电阻形式繁多，可以检测各种特定对象的气体，如各种还原性气体。
1．还原性气体传感器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。
还原性气体多数属于可燃性气体，例如石油蒸气、酒精蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。
【举例】各种可燃性气体传感器如，酒精传感器、煤气报警器、液化气报警器、一氧化碳传感器、甲烷传感器等。
2．二氧化钛氧浓度传感器半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体，对氧气十分敏感。
其电阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。
当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化钛晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。
TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路介绍【举例】氧浓度传感器可用于汽车尾气测量气敏半导体的灵敏度较高，它较适用于气体的微量检漏、浓度检测或超限报警。
二、湿敏电阻传感器湿度包括：绝对湿度和相对湿度，湿度对电子元件的影响很大。
检测湿度的手段很多，如毛发湿度计、干湿球湿度计、石英振动式湿度计、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等，本节介绍陶瓷湿敏电阻式湿度传感器。
图2－19是陶瓷湿敏电阻传感器的结构、外形及测量转换电路框图，它主要用于测量空气的相对湿度。
新型传感器包括气敏传感器、湿敏传感器、微传感器、光栅传感器、光电式传感器、光纤传感器、集成化智能传感器等。
本章分别介绍了这些新型传感器概念、工作原理、性能参数、应用领域等相关问题。
第10章气敏、湿敏传感器本章主要内容10.1 气敏传感器一.电阻型半导体气敏传感器的结构与分类1. 定义2. 结构：半导体气敏传感器一般由三部分组成：敏感元件、加热器和外壳。
3. 分类：按其制造工艺，分为烧结型、薄膜型和厚膜型；按加热方式不同，可分为直热式和旁热式两种气敏器件。
二. 半导体气敏材料的气敏机理三. SnO2 系列气敏器件1. 主要特性2. 检测电路四. 气敏传感器的应用1 简易家用气体报警2 有害气体鉴别、报警与控制电路3 防止酒后开车控制器10.2 湿敏传感器一．半导体陶瓷湿敏电阻1. 负特性湿敏半导瓷的导电原理2 正特性湿敏半导瓷的导电原理二. 典型半导瓷湿敏元件三. 湿敏传感器的应用1 湿度检测器2 高湿度显示器本章教学要求及重点、难点一．教学要求1.了解气敏、湿敏电阻传感器的结构2. 掌握气敏、湿敏电阻传感器的工作原理及应用二. 重点、难点重点：气敏、湿敏电阻传感器的原理及应用难点：气敏、湿敏电阻传感器的原理10.1 气敏传感器一.电阻型半导体气敏传感器的结构与分类1. 定义气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器，它的传感元件是气敏电阻。
气体传感器的原理和应用
气体传感器的原理和应用随着现代工业和生活的不断发展，气体传感器越来越受到人们的关注。
气体传感器是一种用于检测和测量气体浓度的装置，广泛应用于环境监测、工业生产、医疗健康等领域。
本文将详细介绍气体传感器的原理和应用。
一、气体传感器的原理气体传感器检测气体浓度的原理是基于气敏电阻效应。
气敏电阻是一种敏感于气体浓度变化的电阻器件。
当气体浓度发生变化时，气敏电阻的阻值也会发生变化，从而可以对气体浓度进行测量。
气敏电阻的结构一般由两个电极和一个气敏层组成。
气敏层是一种氧化物或硫化物材料，对于不同的气体会有不同的敏感性。
气敏电阻在加电后，电流从一个电极流入气敏层，然后从另一个电极流回，形成一个回路。
当气敏层与气体相接触时，由于气体分子的影响，敏感层内的导电性质会发生变化，电阻值也会随之发生变化。
二、气体传感器的应用气体传感器在环境监测、工业生产、医疗健康等领域中有着广泛的应用。
以下列举几个典型的应用场景。
1.环境监测环境监测是气体传感器应用最广泛的领域之一。
气体传感器可以用于监测空气中的有害气体如一氧化碳、氢气、甲烷、氨气等。
还可以对二氧化碳、氧气等以及温度、湿度等环境参数进行监测。
这些数据对于环境治理、预警、疾病防控等方面都有着重要的意义。
2.工业生产气体传感器在工业生产中也有着广泛的应用。
例如，对于食品工业，可以用气体传感器来检测食品中的气味、霉菌、香料浓度等，以保证食品的品质和安全。
对于化工生产，可以用气体传感器来检测反应槽中的气体成分和浓度，以及检测泄漏等危险。
3.医疗健康气体传感器可以用于医疗健康检测中。
例如，利用气体传感器可以检测呼吸道中的气体成分，如氧气、甲烷等，可以帮助医生进行肺功能检查和疾病诊断。
同时，气体传感器也可以检测医院中的空气质量和消毒效果，以保证医疗环境的卫生和安全。
三、气体传感器的未来发展气体传感器在未来的发展中，主要有以下几个方向：1.多气体检测随着气体传感器技术的发展，不仅可以检测单一气体，还可以检测多种气体。
井下各类便携式气体检测仪的工作原理、使用方法及注意事项
井下各类便携式气体检测仪的工作原理、使用方法及注意事项井下各类便携式气体检测仪的工作原理如下：1. 恒定电位电解型：通过在电解质内安装恒定电位的工作电极，气体在工作电极发生氧化或还原反应，再对电极发生还原或氧化反应，电极的电位发生变化，形成的电流与气体浓度成一定比例，最后得出浓度值。
2. 原电池型：气体在阴极被还原，形成的电子再到阳极对铅金属氧化，形成的电流与气体浓度成正比，同样也是通过电流来计算气体的浓度。
3. 浓差电池型：被测气体在电化学电池的两侧，会自主形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关。
4. 极限电流型：通过气体扩散控制供给阴极的氧而得到极限电流，再通过极限电流来计算氧气的浓度。
使用方法如下：1. 使用前，请仔细阅读使用说明书并按照说明书的指示进行操作。
2. 确保气体检测仪的传感器处于正确的工作状态，并进行必要的校准。
校准频率应该根据生产商建议的时间表进行。
3. 如果需要在不同的环境中检测气体，请选择相应的检测模式，并按照说明书中的指示设置正确的检测参数。
4. 在使用气体检测仪时，应确保其与被测气体的接触部分充分接触。
如果检测仪配备了进样泵，则可以使用进样泵将气体吸入检测仪。
5. 在使用气体检测仪时，应避免将其暴露在高温、低温或高湿度的环境中。
6. 在检测气体时，应保持安全距离，并使用必要的个人防护装备（如手套、面罩等）。
7. 当检测到危险气体时，应立即采取适当的措施，如打开通风系统、迅速撤离等。
8. 使用后，应根据说明书的指示将检测仪存储在正确的环境中，并按照指示对检测仪进行维护和清洁。
注意事项如下：1. 由于便携式气体检测仪属精密仪器，对环境温度要求比较严格，所以在使用时必须注意环境温度与仪器要求是否相符。
2. 气体检测仪应轻拿轻放，避免剧烈震动，以免损坏仪器敏感元件。
3. 传感器窗口应保持畅通，严防堵塞。
4. 使用前必须检查仪器状态是否完好。
5. 气体检测仪必须经常保持良好状态，每次检测完毕后应检查仪器是否回零，如果不回零时，必须在洁净空气中重新调整零点，以确保数据准确。
气体传感器分类
气体传感器分类气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。
一般认为，气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的，也就是说，凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器，不管它是用物理方法，还是用化学方法。
比如，检测气体流量的传感器不被看作气体传感器，但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器，尽管它们有时使用大体一致的检测原理。
早在上个世纪70年代，气体传感器就已经成为传感器领域的一个大系，属于化学传感器的一个分支。
目前流行于市场的气体传感器大约有如下一些种类：1、半导体式气体传感器它是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的。
比如，酒精传感器，就是利用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时，电阻会急剧减小的原理制备的。
半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测。
尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。
下列几种半导体式气体传感器是成功的：甲烷（天然气、沼气）、酒精、一氧化碳（城市煤气）、硫化氢、氨气（包括胺类，肼类）。
高质量的传感器可以满足工业检测的需要。
缺点：稳定性较差，受环境影响较大；尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。
因此，不宜应用于计量准确要求的场所。
目前这种传感器的主要供应商在日本（发明者），其次是中国，最近有新加入了韩国，其他国家如美国在这方面也有相当的工作，但是始终没有汇入主流！中国在这个领域投入的人力和时间都不亚于日本，但是由于多年来国家政策导向以及社会信息闭塞等原因，我国流行于市场的半导体式气体传感器性能质量都远逊于日本产品，相信随着市场进步，民营资本的进一步兴起，中国产的半导体式气体传感器达到和超越日本水平已经指日可待！2、催化燃烧式气体传感器这种传感器是在白金电阻的表面制备耐高温的催化剂层，在一定的温度下，可燃性气体在其表面催化燃烧，燃烧是白金电阻温度升高，电阻变化，变化值是可燃性气体浓度的函数。
气体传感器的原理与应用
气体传感器的原理与应用
气体传感器是指用来检测某种特定气体浓度的传感器，通常由一个灵敏元件和一个参考电路组成。
气体传感器检测样品中特定气体的浓度，用于监测空气质量、诊断和过程控制等。
气体传感器的原理是将气体浓度作为受激参数，通过使灵敏元件的电阻发生变化，来改变电路的输出信号大小，从而可以获得气体浓度的信息。
灵敏元件的电阻敏感性受到气体浓度的影响，受激得多少就产生多少变化，所以它是直接的气体浓度检测器。
气体传感器的应用非常广泛，主要用于安全报警、环境监测以及工业过程控制等领域。
它可以用来检测各种有毒、易燃、有害气体，比如煤气、天然气、油烟等，以及许多有机气体，例如乙醛、胡椒气等。
它还用于检测CO2和水分等温室气体，以及检测室内空气质量指标，如甲醛、酚、硫化氢等。
由于传感器的功能完善、使用方便、体积小巧且价格低廉，受到了普遍的认可和应用。
14-15半导体气体传感器 传感器课件
一、 氯化锂湿敏Байду номын сангаас阻
氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解, 离子导电率发生 变化而制成的测湿元件。该元件的结构如下图所示, 由引线、 基片、 感湿层与电极组成。
氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体, 在氯化锂（LiCl） 溶液中, Li和Cl均以正负离子的形式存在, 而Li+对水分子的 吸引力强, 离子水合程度高, 其溶液中的离子导电能力与浓 度成正比。当溶液置于一定温湿场中, 若环境相对湿度高, 溶液将吸收水分，使浓度降低, 因此, 其溶液电阻率增高。 反之, 环境相对湿度变低时, 则溶液浓度升高, 其电阻率下降, 从而实现对湿度的测量。
二、 气敏传感器的种类
气敏电阻元件种类很多, 按制造工艺上分烧结型、薄膜 型、厚膜型。
（1） 烧结型气敏元件将元件的电极和加热器均埋在金属 氧化物气敏材料中, 经加热成型后低温烧结而成。 目前最常 用的是氧化锡（SnO2）烧结型气敏元件, 它的加热温度较低, 一般在200~300℃, SnO2气敏半导体对许多可燃性气体, 如氢、 一氧化碳、 甲烷、丙烷、乙醇等都有较高的灵敏度。
2. 分类
气体传感器利用半导体与气体接触时电阻或功函数发生变化这
一特性检测气体。气体传感器分为电阻式与非电阻式两种。
电阻式采用SnO2、ZnO等金属氧化物材料制备,有多孔烧结件、 厚膜、 薄膜等形式。根据半导体与气体的相互作用是发生在
表面还是体内，又分为表面控制型与体控制型。
• 非电阻式气体传感器利用气体吸附和反应时引 起的功函数变化来检测气体。它可分为：
1. 半导体气体传感器是利用半导体气敏元件同气体接触, 造成半导体性质发生变化,借此检测特定气体的成分及其浓度。 用半导体气敏元件组成的气敏传感器主要用于工业上天然气、 煤气、石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、 预报和自动控制, 气敏元件是以化学物质的成分为检测参数的 化学敏感元件。
气体传感器工作原理
气体传感器工作原理气体传感器是一种常见的传感器设备，通过感知和测量气体环境中某种特定气体的浓度或压力变化，用以对气体进行监测和控制。
它在工业、环境保护、安全监测等领域有着广泛的应用。
本文将对气体传感器的工作原理进行探讨。
一、概述气体传感器主要由传感元件和信号处理电路两部分构成。
传感元件负责感知和测量气体特性参数，而信号处理电路负责将传感元件输出的物理信号转化为电信号，并进行放大、滤波、线性化等处理，最终输出与气体浓度或压力变化相关的电信号。
二、传感元件分类根据气体传感器的工作原理和测量参数不同，传感元件可分为许多类型。
以下是一些常见的传感元件及其工作原理：1. 热导型传感器热导型传感器利用气体的热导性能差异，通过测量传感元件表面温度的变化来判断气体浓度。
当目标气体浓度升高时，传感器表面温度将发生变化，通过测量温度的变化可以推测气体浓度的变化。
2. 电化学传感器电化学传感器利用气体与电化学反应产生的电流或电势变化来测量气体浓度。
传感器内部的电极与目标气体发生反应，产生电化学信号，通过测量电流或电势的变化可以判断气体浓度。
3. 光学传感器光学传感器利用气体对光的吸收、散射或透射特性来测量气体浓度。
传感器通过发射特定波长的光束，测量光束经过气体后光强的变化，从而推断气体浓度。
4. 气敏电阻型传感器气敏电阻型传感器是利用感性气体敏感材料的电阻随气体浓度变化而变化来实现测量的。
当目标气体浓度升高时，感性材料电阻发生变化，通过测量电阻变化可以得知气体浓度。
三、传感器工作原理无论传感元件的类型如何，气体传感器的工作过程大致可分为以下几个步骤：1. 感知和采集传感器首先感知气体环境中目标气体的存在，并采集相关的物理参数。
例如，热导型传感器会感知气体热导率的变化，电化学传感器会感知电流或电势的变化。
2. 转换和放大传感器将感知到的气体参数转换为电信号，并进行放大。
这通常通过传感元件将物理信号转化为电信号，再通过信号处理电路对信号进行放大和调整。
气体传感器综述论文PPT课件
由光学部件和测量电路构成，测量 电路的结构由光学部件及系统功能决定
红外辐射光源
使用广谱光源 光谱覆盖波长 从1μm到15～
20μm
பைடு நூலகம்气室
抽取式测量的红 外仪器需要气室
红外检测器
用于检测通过气 室的红外光能
2.4.3红外线气体传感器的发展
在线红外气体分析器常用的有五种类型：薄膜微音红外气体分 析器，微流量红外气体分析器；气体滤波相关红外气体分析器，半导 体红外气体分析器，傅立叶红外气体分析器。
•优点：这种传感器成本低廉，具有快速、简便等优点。并且适宜于民用 气体检测的需求。 •缺点：这些氧化物半导体的纯相是光谱性敏感材料，具有灵敏度低、选 择性不好、稳定性较差、且有的电阻大等缺点，同时受环境影响较大； 尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。因 此，不宜应用于计量准确要求的场所。
现在各国研究主要针对的是有毒性气体和可燃烧性气 体，研究的主要方向是如何提高传感器的敏感度和工作性 能、恶劣环境中的工作时间以及降低成本和智能化等。
2气体传感器的分类及常用传感器的工作原理
气体传感器主要有半导体传感器（电阻型和非电阻型）、 绝缘体传感器（接触燃烧式和电容式）、电化学式（恒电 位电解式、伽伐尼电池式），还有红外吸收型、石英振荡 型、光纤型、热传导型、声表面波型、气体色谱法等。
因此，随着人们对电化学传感器的进一步研究和深入发展，电化学气 体传感器研究将向如下方向发展：高灵敏度、高稳定性、长使用寿命 、便携式、微型化、智能化。可以断言，电化学传感器的明天必将海 阔天空。
2.6光纤气体传感器
2.6.1光纤气体传感器的背景
光纤气体传感器是80年代后期出现的一种新型传感器。经过二十 多年的发展，它己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[28-32]。工业上的需要和人们对环境的关注使得光纤气体传感 器的发展非常迅速。有资料表明，美国1996年一2002年光纤气体传 感器年均增长率为27%-30%，而我国对光纤传感器的市场需求也很大。
新型传感器原理及应用ppt课件
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
各类传感器原理及说明
各类传感器原理及说明传感器是指能将非电信号转化为电信号的装置，它能感知并测量所要监测的对象的一些特定参数，并将这些参数转换成可以通过电信号表示的信息，从而实现对所监测对象的状态进行感知和识别。
传感器广泛应用于各个领域，例如环境监测、工业控制、医疗器械等。
以下将介绍几种常见的传感器及其工作原理和应用。
1.温度传感器：温度传感器用于测量环境中的温度，并将其转化为电信号。
其中最常见的温度传感器是热敏电阻（PTC、NTC）和热电偶。
热敏电阻根据温度的变化，其电阻值会产生相应的变化，通过测量电阻值的变化，可以得到温度信息。
热电偶则是利用不同金属的热电效应，通过测量两个金属接点间的电压差来得到温度值。
温度传感器广泛应用于家电、汽车、气象监测等领域。
2.压力传感器：压力传感器用于测量气体、液体或固体的压力，并将其转化为电信号。
其中最常用的压力传感器是应变片式压力传感器和电容式压力传感器。
应变片式压力传感器是将应变片粘贴在测量对象上，当对象受到压力时，应变片会发生形变，通过测量应变片的变形程度，可以得到压力信息。
电容式压力传感器则是利用对象受力后形成的微小变形，通过测量电容的变化来推断压力值。
压力传感器广泛应用于工业自动化、机械制造、汽车制造等领域。
3.光电传感器：光电传感器利用光线的传输和感测特性进行测量。
最常见的光电传感器是光电开关和光电传感器模块。
光电开关通过光电管、光敏电阻和发射器和接收器进行工作，通过光的反射和遮挡来感知物体的存在和位置。
光电传感器模块则是集成了发射器和接收器，通过检测光的反射程度来确定物体的特征。
光电传感器广泛应用于自动门、物料检测、机器人导航等领域。
4.气体传感器：气体传感器用于检测空气中的气体成分，并将其转化为电信号。
最常用的气体传感器是气敏电阻和电化学气体传感器。
气敏电阻通过气体的吸附、吸收和其它化学反应来改变电阻值，从而实现对气体成分的检测。
电化学气体传感器采用气体与电极之间的氧化还原反应，通过测量传感器电极的输出电流或电压来得到气体浓度信息。
气体传感器的工作原理汇总及各自的优缺点对比
气体传感器是用于检查气体成份和浓度的主要器件，气体传感器的工作原理有半导体，催化燃烧，热导，电化学，红外和光离子等。
气体传感器的各种工作原理的介绍如下：一、半导体式气体传感器它是运用一些金属氧化物半导体材料，在必定温度下，电导率随着环境气体成份的改变而改变的原理制作的。
二、催化燃烧式气体传感器这种传感器是在白金电阻的外表制备耐高温的催化剂层，在必定的温度下，可燃性气体在其外表催化燃烧，燃烧是白金电阻温度增加，电阻改变，改变值是可燃性气体浓度的函数三、热导式气体传感器每一种气体，都有自个特定的热导率，当两个和多个气体的热导率不同较大时，能够运用热导元件，分辩其间一个组分的含量。
四、电化学式气体传感器它适当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性，能够被电化学氧化或者复原。
运用这些反应，能够分辩气体成份、检查气体浓度。
电化学气体传感器分许多子类（1）、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自觉电池型气体传感器），他们的原理行同干电池类似，仅仅是电池的碳锰电极被气体电极代替了。
这种气体传感器可应用范围较窄，约束要素较多。
（2）、稳定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检查复原性气体十分有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反响是在电流强行下发作的，是一种真实的库仑剖析的传感器。
这种传感器是现在有毒有害气体检查的主流传感器。
（3）、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两边，会自觉构成浓差电动势，电动势的巨细与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例就是轿车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
（4）、极限电流型气体传感器，有一种丈量氧气浓度的传感器运用电化池中的极限电流与载流子浓度有关的原理制备氧气浓度传感器，用于轿车的氧气检查，和钢水中氧浓度检查。
五、红外传感器属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性，目前主要检测低碳链碳氢化合物和CO2。
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各类气体传感器的原理、结构及参数
气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。
从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。
探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的测量。
气体种类繁多，性质各异，因此，气体传感器种类也很多。
按待检气体性质可分为：用于检测易燃易爆气体的传感器，如氢气、一氧化碳、瓦斯、汽油挥发气等；用于检测有毒气体的传感器，如氯气、硫化氢、砷烷等；用于检测工业过程气体的传感器，如炼钢炉中的氧气、热处理炉中的二氧化碳；用于检测大气污染的传感器，如形成酸雨的NOx、CH4、O3，家庭污染如甲醛等。
按气体传感器的结构还可分为干式和湿式两类；按传感器的输出可分为电阻式和费电阻式两类；按检测院里可分为电化学法、电气法、光学法、化学法几类。
半导体气体传感器
半导体气体传感器可分为电阻型和非电阻型(结型、MOSFET型、电容型)。
电阻型气敏器件的原理是气体分子引起敏感材料电阻的变化；非电阻型气敏器件主要有M()s二极管和结型二极管以及场效应管(M()SFET)，它利用了敏感气体会改变MOSFET开启电压的原理，其原理结构与ISFET离子敏传感器件相同。
电阻型半导体气体传感器
作用原理
人们已经发现SnO2、ZnO、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO2等材料都存在气敏效应。
用这些金属氧化物制成的气敏薄膜是一种阻抗器件，气体分子和敏感膜之间能交换离子，发生还原反应，引起敏感膜电阻的变化。
作为传感器还要求这种反应必须是可逆的，即为了消除气体分子还必须发生一次氧化反应。
传感器内的加热器有助于氧化反应进程。
SnO2薄。