气敏传感器用途
气敏传感器的应用是怎样的呢
气敏传感器的应用是怎样的呢气敏传感器是一种能够检测气体浓度的传感器，广泛用于空气质量监测、工业过程控制、卫生与环保等领域。
气敏传感器的应用非常多样化，下面将分别介绍其主要应用场景。
1. 空气质量监测随着城市化进程的加速，空气污染问题越来越严重，对人民健康造成了极大威胁。
气敏传感器可以监测室内和室外的空气质量，检测二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机物等有害气体的浓度，并及时报警，提醒人们注意呼吸健康。
2. 工业过程控制气敏传感器在工业领域中起到了重要的作用，可以检测工业过程中的各种气体浓度，以确保生产过程的安全和质量。
例如，在石油化工行业，气敏传感器可以检测各种化学品的浓度，确保生产过程的正常进行。
3. 卫生与环保在卫生与环保领域，气敏传感器也发挥着重要的作用。
例如，在医院中，气敏传感器可以检测手术室中的气体浓度，避免病人受到有害气体的伤害。
在环保领域，气敏传感器可以监测大气污染物的浓度，帮助环保部门及时采取措施。
4. 智能家居在智能家居领域中，气敏传感器也用得非常广泛。
例如，在厨房中，气敏传感器可以监测天然气和液化气的浓度，及时报警，避免发生燃气泄漏事故。
在浴室中，气敏传感器可以监测二氧化碳和湿度的浓度，确保浴室内的空气清新干爽。
5. 智慧城市随着智慧城市建设的加速，气敏传感器在城市管理中也扮演着不可或缺的角色。
例如，在城市中安装气敏传感器可以检测空气污染物的浓度，并及时向市民发布相关信息，帮助大家做好自我保护。
综上所述，气敏传感器应用广泛，可以涵盖空气质量监测、工业过程控制、卫生与环保、智能家居以及智慧城市等多个领域。
对于提高人们生活的安全和质量，具有重要的意义。
气敏传感器
蜂鸣器
R1
气敏传感器
R3
SCR
~U
R6
R2
R4
W
R5
氖管 NTC电阻
PTC电阻 氖管 B R2
R3
BCR BZ 蜂鸣器 R4
~U
气敏传感器
R1
图为正温度系数热敏电阻(R2)的延时电路。 刚通电时，其电阻值也小，电流大部分经热敏电阻回到变压 器，蜂鸣器(BZ)不发出报警。当通电1～2min后，阻值急剧 增大，通过蜂鸣器的电流增大，电路进入正常的工作状态。
3.2 应用举例
例1：家用可燃性气体报警器电路。
B
R
~220V 氖管Biblioteka 气敏传感器BZ 蜂鸣器
家用可燃性气体报警器电路
图是设有串联蜂鸣器的应用电路。随着环境中可燃性气体浓 度的增加，气敏元件的阻值下降到一定值后，流入蜂鸣器的 电流，足以推动其工作而发出报警信号。
例2：实用酒精测试仪（测试驾驶员醉酒的程度）。
（2）薄膜型
在石英基片上蒸发或溅射一层半导体薄膜
制成（厚度0.1μm以下）。上下为输出电极和加
热电极，中间为加热器。 金属氧化物 输出极 加热器
薄膜型
加热电极
2.3 工作原理
元件加热到稳定状态，当有气体吸附时，吸附分子在气敏元 件表面自由扩散(物理吸附)，一部分吸附分子被蒸发掉，一部 分吸附分子产生热分解固定在吸附处(化学吸附)。 当半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子向半导 体释放电子成为正离子吸附，半导体载流子数增加，半导体 电阻率减少，阻值降低。具有正离子吸附倾向的气体被称为 还原性气体(例H2、CO、炭氢化合物和酒类等)。 当半导体的功函数小于吸附分子的电子亲和力，吸附分子从 半导体夺走电子成为负离子吸附，半导体载流子数减少，电 阻率增大，阻值增大。具有负离子吸附倾向的气体被称为氧 化性气体(例O2、NOx等)。
气敏传感应用
PTC电阻 B R2
R3 BCR
气敏传感器 R1 BZ 蜂鸣器
R4
3、检测工作电路
这是气敏元件应用电路的主体部分。 下图是设有串联蜂鸣器的应用电路。随着环境中可燃性气体浓度 的增加，气敏元件的阻值下降到一定值后，流入蜂鸣器的电流， 足以推动其工作而发出报警信号。
B
R
~220V 氖管
气敏传感器 BZ 蜂鸣器
气敏传感器的应用
引言
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。
图2 接触燃烧式气敏传感器结构与电路原理
接触燃烧式气敏传感器一般用于石油化工、造船厂、矿山及隧 道等场合，以检测石油类可燃烧性气体的存放情况和防止危险事 故发生。
优点：对气体选择性好，线性好，受温度、湿度影响小，响应快。 缺点：对低浓度的可燃性气体的气体敏感度低，敏感元件受到催 化剂的侵害后其特性锐减，金属丝易断。
1、气敏传感器的分类
接触燃烧式气敏元件 金属氧化物半导体气敏元件 电化学气敏传感器 2、半导体气敏元件的特性参数 将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件(电阻型)的固有电 阻值，表示为Ｒａ。一般其固有电阻值在(103～105)Ω范围。 测定固有电阻值Ｒａ时, 要求必须在洁净空气环境中进行。由于经济地理环境的差 异，各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相 同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。因此，必须 在洁净的空气环境中进行测量。
气敏、湿敏电阻传感器的应用
酒精传感器的选择性
广东机电职业技术学院------传感器及应用 传感器及应用 广东机电职业技术学院
防止酒后驾车控制器原理
防止酒后驾车控制器原理电路如图10-16所示。 图中 所示。 图中QM-J1为酒敏元件。 若司机 为酒敏元件。 防止酒后驾车控制器原理电路如图 所示 没喝酒， 在驾驶室内合上开关S，此时气敏器件的阻值很高， 为高电平， 没喝酒， 在驾驶室内合上开关 ，此时气敏器件的阻值很高，Ua为高电平， U1为 低电平， 为高电平， 继电器K 线圈失电，其常闭触点K 闭合， 低电平，U3为高电平， 继电器 2线圈失电，其常闭触点 2-2闭合，发光二极管 VD1通，发绿光， 能点火启动发动机。 发绿光， 能点火启动发动机。
广东机电职业技术学院------传感器及应用 传感器及应用 广东机电职业技术学院
传感器的阻值随温度、 （2） 温湿度特性： SnO2传感器的阻值随温度、 湿度上 ） 温湿度特性： 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外， 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外， 其有效 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 补偿。 补偿。 初期恢复特性及初期稳定特性： （3） 初期恢复特性及初期稳定特性： 经短期存放再通 电时，传感器电阻值有短暂的急剧变化（减小），这一特性称 电时，传感器电阻值有短暂的急剧变化（减小），这一特性称 ）， 为初期恢复特性，它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 为初期恢复特性，它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 存放时间愈长，初期恢复时间亦愈长，存放7～15天后的初期 存放时间愈长，初期恢复时间亦愈长，存放7 15天后的初期 恢复时间一般约在2 min之内 之内。 恢复时间一般约在2～5 min之内。
气敏传感器的应用
氧气浓度测量传感器
可用于测汽车尾气
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 1－外壳（接地）2－安装螺栓 3－搭铁线 6－陶瓷片 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口 4－保护管 5—补偿电阻 9－引脚
a）气敏烧结体 b）气敏电阻外形 c）基本测量转换电路 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 7—加热感器
二氧化碳传感器
一 氧 化 碳 传 感 器
甲 烷 传 感 器
NH3传感器
甲醛传感器
有毒气体传感器
气敏传感器的应用
气敏传感器能够检测气体的种类及主要检测场所
MQN型气敏电阻结构及测量电路
适用范围：可燃 性气体和可燃性 液体蒸汽（天然 气、液化石油气、 煤气、一氧化碳、 烷烃、烯烃、醇 类、汽油、煤气） 及烟雾。
功能：可用于可 燃性气体的检测、 检漏
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。一组铂丝为工作电极，另一组（下图中的左边铂 丝）为加热电极兼工作电极。 气敏电阻工作时必须加热到200300℃，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）。
半导体气敏传感器的机理
{
半导体
P型 P型 N型 N型
氧化性气体 （电子获得型）
还原性气体 （电子给予型）
N型半导体
{
P型半导体
氧化性气体 还原性气体 氧化性气体 还原性气体
气敏传感器的原理与应用
气敏传感器的原理与应用1. 气敏传感器的概述•气敏传感器是一种可以检测和测量气体浓度的装置，常用于环境监测、工业生产和安全检测等领域。
•气敏传感器的原理基于气体与传感器元件之间的相互作用，通过测量元件的电阻、电容或其他属性变化来判断气体的浓度。
2. 气敏传感器的工作原理• 2.1 电化学型气敏传感器–电化学传感器使用化学反应来检测气体浓度，常见的有电池式气体传感器和电解池式气体传感器。
–电化学传感器通过气体与传感器内部的电极相互作用产生电流或电势变化，进而测量气体浓度。
• 2.2 电阻型气敏传感器–电阻型传感器利用气体对敏感材料电阻的影响来测量气体浓度，常见的有氧气传感器、CO传感器等。
–当敏感材料暴露在目标气体中时，其电阻会随气体浓度的变化而变化，可以通过测量电阻的变化来获得气体浓度信息。
• 2.3 光学型气敏传感器–光学型传感器利用气体分子对光的吸收或发射特性来测量气体浓度，常见的有红外线气敏传感器、紫外线气敏传感器等。
–这类传感器通过测量气体吸收或发射的光强的变化来判断气体浓度。
3. 气敏传感器的应用• 3.1 环境监测–气敏传感器可以用于室内和室外空气质量监测，例如检测空气中的二氧化碳、甲醛等有害气体。
–在工业污染防治中，气敏传感器也能用于监测废气排放情况，确保生产过程的环保合规。
• 3.2 仪器设备–气敏传感器可以应用于仪器设备中，例如气体检测仪、火灾报警器等，及时发现和报警气体泄露或火灾等灾害。
–在医疗设备中，气敏传感器可以用于检测患者呼吸气体的成分，帮助医生进行病情诊断。
• 3.3 智能家居–气敏传感器可以应用于智能家居系统中，例如监测室内温度、湿度、甲醛等有害气体浓度，提醒用户开窗通风。
–在智能安防领域，气敏传感器可以配合视频监控系统，检测烟雾和有毒气体，实现及时报警和紧急处理。
4. 气敏传感器的发展趋势• 4.1 小型化–随着微电子技术的发展，气敏传感器逐渐实现了更小型化的设计，可以更方便地嵌入到各种设备和系统中。
气敏传感器
气敏传感器气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，用来检测气体类别、浓度和成分。
它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。
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（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。
它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的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计算机组成自动检测、控制和报警系统。
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，因此，能实现气-电转换的传感器种类很多，按构成气敏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敏传感器，因此本文主要讲述半导体气敏元件的有关原理及应用。
半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。
按照半导体与气体相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部，可分为表面控制型和体控制型，前者半导体表面吸附的气体与半导体间发生电子接受，结果使半导体的电导率等物理性质发生变化，但内部化学组成不变；后者半导体与气体的反应，使半导体内部组成发生变化，而使电导率变化。
按照半导体变化的物理特性，又可分为电阻型和非电阻型，电阻型半导体气敏元件是利用敏感材料接触气体时，其阻值变化来检测气体的成分或浓度；非半导体式气敏元件则是根据气体的吸附和反应，使其某些关系特性发生改变，来对气体进行直接或间接的检测，如二极管伏安特性和场效应晶体管的阈值电压变化来检测被测气体的。
表1为半导体气敏元件的分类：表1 半导体气敏元件的分类气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的，由于检测现场温度、湿度的变化很大，又存在大量粉尘和油雾等，所以其工作条件较恶劣，而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物，附着在元件表面，往往会使其性能变差。
气敏传感器工作原理及应用
气敏传感器工作原理及应用气敏传感器是一种能够感知气体浓度变化并将其转化为电信号的传感器。
它是通过一种特别的物理或化学反应来实现的，当特定气体分子接触到传感器的感应层时，会产生化学反应或物理性质的变化，这种变化可以被传感器检测到并转化为电信号输出。
一般来说，气敏传感器可以分为两大类：基于电阻变化的传感器和基于电容变化的传感器。
基于电阻变化的传感器中最常见的是金属氧化物半导体传感器（MOS）。
这类传感器的感应层由一种或多种金属氧化物组成，当目标气体与感应层接触时，其电阻值会发生变化，这种变化与目标气体浓度呈正相关。
例如，常用的氧气传感器就是利用金属氧化物感应层的电阻值变化来检测氧气浓度的。
基于电容变化的气敏传感器则是通过感应层与探测电极之间的电容变化来检测气体浓度的。
当目标气体接触到感应层时，感应层的电容值会发生变化，这种变化可以由传感器测量电路检测到并转化为电信号输出。
气敏传感器广泛应用于许多领域，以下是一些常见的应用示例：1.空气质量监测：气敏传感器可以用于监测室内和室外空气中的有害气体浓度，如CO2、CO、甲醛等，用于提醒人们做好防护措施，保障健康。
2.工业安全监测：在工业生产中，许多化学物质具有毒性或易燃性，气敏传感器可以用于检测这些气体浓度，及时发现异常情况并采取相应措施，确保工作环境的安全。
3.火灾报警系统：气敏传感器可以用于检测火灾产生的有害气体，如烟雾、一氧化碳等，一旦检测到异常浓度，可以及时发出警报并采取紧急措施。
4.环境污染监测：气敏传感器可以用于监测大气中的有害气体浓度，如二氧化硫、氮氧化物等，帮助评估环境污染程度和制定相应防治措施。
5.智能家居：气敏传感器可以用于检测厨房或浴室中的有害气体，如煤气泄漏、液化气泄漏等，及时发出警报并切断气源，避免潜在的安全隐患。
总结起来，气敏传感器通过感应层与目标气体的相互作用来感知气体浓度变化，具有灵敏度高、响应速度快等特点，可广泛应用于环境监测、工业安全、火灾报警等领域，起到保护生命和财产安全的重要作用。
气敏传感器主要参数
气敏传感器主要参数
气敏传感器是一种用于检测气体浓度的传感器，具有灵敏度高、
响应速度快等特点，广泛应用于环境监测、工业生产等领域。
其主要
参数包括灵敏度、响应时间、反应范围等，下面给大家详细介绍。
一、灵敏度：
灵敏度是气敏传感器的一个重要参数，可以衡量传感器对于目标
气体的检测灵敏程度。
一般来说，灵敏度越高，传感器对于目标气体
的检测能力就越强。
而气敏传感器的灵敏度主要由其敏感材料决定，
不同的敏感材料适用于不同的目标气体。
二、响应时间：
响应时间是指气敏传感器从接收到目标气体到输出信号变化所需
要的时间。
一般来说，响应时间越短，传感器的实时性就越高。
然而，响应时间短也会导致传感器对于噪声和干扰的抗干扰能力下降，需要
在使用时做出平衡。
三、反应范围：
反应范围是气敏传感器对目标气体检测的浓度范围。
反应范围应
当覆盖到目标气体浓度的实际使用范围，过高或过低的浓度均不利于
传感器的使用。
同时，传感器的反应范围也会受到环境参数的影响，
要在具体使用场景中进行细化调整。
综上所述，气敏传感器的灵敏度、响应时间和反应范围三大主要参数根据具体应用场景的需求进行不同程度的调整。
在使用过程中，也需要对传感器进行定期检测、校准和维护，以确保其在长期使用过程中能够正常稳定地发挥作用，为环境监测、工业生产等领域提供准确可靠的数据支持。
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。
气敏传感器的原理与应用论文
气敏传感器的原理与应用论文1. 引言气敏传感器是一种能够将气体浓度转化为电信号的设备，具有在工业、环境、医疗领域等方面广泛应用的潜力。
本文将介绍气敏传感器的工作原理以及其在不同领域中的应用。
2. 气敏传感器的工作原理2.1 传感器结构气敏传感器主要由传感元件和信号处理电路两部分组成。
传感元件通常由敏感材料制成，其结构一般包括电极、敏感膜和基底层。
2.2 工作原理气敏传感器的工作原理基于敏感材料对目标气体的选择性吸附或催化反应。
当目标气体与敏感材料接触时，会改变敏感膜的电学性质，进而引起传感元件的电阻或电容变化。
2.3 敏感材料的选择不同的气敏传感器选择不同的敏感材料，以实现对特定气体的高度选择性。
常见的敏感材料包括二氧化锡、金属卟啉、氧化锌等。
3. 气敏传感器在工业领域中的应用3.1 环境监测气敏传感器可用于检测工业环境中的有害气体浓度，如二氧化硫、一氧化碳等。
通过实时监测气体浓度，可以及时采取措施，确保工作环境的安全。
3.2 气体检测气敏传感器还被广泛应用于气体检测系统中，用于检测可燃气体、有毒气体等。
该技术在家庭和工业领域中都有广泛的应用，如天然气泄露检测、工厂爆炸危险检测等。
3.3 医疗器械气敏传感器在医疗器械中的应用也越来越广泛。
例如，呼吸机使用气敏传感器检测病人的呼吸情况，能够实时监测呼吸气体的浓度，确保治疗效果。
4. 气敏传感器的性能指标4.1 灵敏度气敏传感器的灵敏度是评价其性能好坏的重要指标。
高灵敏度意味着传感器对目标气体的检测响应更快、更准确。
4.2 选择性选择性是指传感器对目标气体的检测能力。
好的气敏传感器应具备高度选择性，以排除其他干扰气体的影响。
4.3 稳定性稳定性是指传感器在长期使用中性能的可靠性和一致性。
稳定性好的传感器能够长期维持良好的检测性能。
5. 气敏传感器的发展趋势随着科技的进步和应用需求的增加，气敏传感器也在不断发展。
未来，气敏传感器有望实现微型化、高灵敏度、低功耗等特性，并在更多领域得到广泛应用。
气体传感器与其应用
➢当气敏元件的检测到一定浓度的可燃气体时 ，B-B端 对地电位上升 ，使1IC 的①脚的电压也上升，当电压 升高到0.2V时 ，1IC的③脚立即由低电位变为高电位， 这时2IC、3IC相继工作。 2IC、3IC均为5G1555组成的自 激多谐振荡器，不过2IC工作在超低频，而3IC工作在音 频范围内。适当调整R1或R2，使2IC工作频率为1Hz， 这时作指示灯用的发光二极管LED将闪烁发光，电压蜂 鸣器YD便发出“嘀、嘀”的报警声。
三、常见气体传感器及其应用
1．QM—N5型气敏传感器及应用
QM—N5是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝 缘陶瓷管、加热器、电极及氧化锡烧结体等构成。 工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时， 由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸 附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。 当有被测气体流入，元件表面将产生吸附作用，元 件的阻值将随气体浓度而变化，然后由测量回路按 照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。
直热式器件的缺
点，其测量极与
加热电阻丝分开，
加热丝不与热敏
材料接触，
图5-3 QM—N5外形和符号
避免了测量回路与加热回路之间的互相影响。而且 器件热容量大，降低了环境气温对器件加热温度的 影响，并容易保持SnO2材料结构稳定。
（2）薄膜型SnO2气敏元件 薄膜型SnO2气敏元件一般是在绝缘基板上蒸发或溅 射一层SnO2薄膜，再引出电极即成。这种器件制作 方法简单，但器件特性一致性差，灵敏度不如烧结型 器件高。 （3）厚膜型SnO2气敏元件 厚膜型SnO2气敏元件一般采用丝网印刷技术制作， 器件强度好，特性比较一致，便于生产。
图5-2 直热式气敏器件结构与符号
这种器件的缺点是：热容量小，易受环境气流的影响， 测量回路和加热回路之间没有隔离，互相影响。
气敏传感器的原理及应用
气敏传感器的原理及应用概述气敏传感器是一种常见的传感器技术，通过对气体的浓度、压力或其他性质进行检测，可以实现对气体的定量或定性分析。
本文将介绍气敏传感器的基本原理和常见的应用。
气敏传感器的原理气敏传感器的工作原理基于气敏材料的特性。
气敏材料是一种能够对特定气体或气体组分产生敏感性反应的材料。
当目标气体与气敏材料接触时，会引发气敏材料内部的化学或物理反应，导致材料的电学性质发生变化。
气敏传感器通过测量这种电学性质的变化来判断目标气体的浓度或存在与否。
气敏传感器的工作原理气敏传感器通常由气敏材料、敏感层、电极等组成。
当目标气体进入敏感层时，与敏感层中的气敏材料发生反应，引起电极上的电流或电压发生变化。
这种变化可以通过测量电极上的电信号来获取目标气体的相关信息。
气敏传感器的分类气敏传感器根据其工作原理和材料特性的不同，可分为以下几类： 1. 气敏电阻型传感器：敏感层是一种气敏电阻材料，其电阻随着目标气体浓度的变化而变化。
最常见的气敏电阻型传感器是以二氧化锡（SnO2）作为敏感材料的，适用于燃气检测、环境监测等领域。
2. 半导体氧化物气敏传感器：敏感层主要由半导体材料构成，常用的气敏材料有二氧化钛（TiO2）、二氧化锰（MnO2）等。
半导体氧化物气敏传感器常用于空气质量检测、工业排气等应用。
3. 电化学气敏传感器：敏感层由一种或多种气敏电化学材料构成，一般用于检测有毒气体如CO、NO2等。
这类传感器通常具有响应速度快、灵敏度高的优点。
气敏传感器的应用气敏传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：工业安全•监测有毒气体：气敏传感器可用于检测工业生产过程中产生的有毒气体，如硫化氢、氰化物等。
及时监测这些有害气体的浓度，可以避免事故和保护工人的安全。
•燃气检测：气敏传感器可以应用于家庭和工业燃气检测中，及时发现燃气泄漏并采取相应的措施，以确保人身和财产安全。
环境监测•空气质量监测：气敏传感器在空气质量监测中起着重要的作用。
气敏传感器
3.半导体原件
气体敏感元件，大多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。流行的定性模型是：原子价控制模 型、表面电荷层模型、晶粒间界势垒模型。
4.常见的电路图
基于MC14468的烟雾传感路：
如果检测到烟雾，时钟周期T0就变成40ms,同时启动报警驱动电 路，使之打开160ms,再关断80ms。在关断期间若没有检测到烟雾， 就禁止BZ发出报警声。一旦检测到烟雾，LED就以1Hz的频率闪烁发 光，表示烟雾报警，1脚由低电平变为高电平
2.工作原理：
它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些 电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信 息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算 机组成自动检测、控制和报警系统。 气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸 附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作 用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导 电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓 度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率 的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反 应气体浓度的变化值。
5.应用前景
随着微电脑和微电子技术的日益普及和应用,对传感器的性能、数量 及用途提出了新的需求,这就使人们更加重视对新型传感器的开发 传感器技术的发展是与新材料的研究开发密切结合在一起的,可以说, 各种新型传感器孕育在新材 所以说 气敏电阻的应用前景还是非常可观的
气敏传感器
1.概述：
何京沛 2013072019 电气131
3.1.2 气敏传感器的功能及应用场合
气敏传感器的功能及应用场合1．甲烷传感器功能：一般采用载体催化元件为检测元件。
产生一个与甲烷的含量成比例的微弱信号，经过多级放大电路放大后产生一个输出信号，送入单片机片内A/D转换输入口，将此模拟量信号转换为数字信号。
然后单片机对此信号进行处理，并实现显示，报警等功能。
应用场合：甲烷传感器在煤矿安全检测系统中用于煤矿井巷、采掘工作面、采空区、回风巷区、机电峒室等处连续检测甲烷浓度，当甲烷浓度超限时，能自动发出声、光报警，可供煤矿井下作业人员，甲烷检测人员，井下管理人员等随身携带使用。
2．一氧化碳传感器功能：一氧化碳气体传感器与报警器配套使用，是报警器中的核心检测元件，它是以定电位电解为基本原理。
当一氧化碳扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，提供给报警器中的采样电路，起着将化学能转化为电能的作用。
当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电流也随之成正比变化，经报警器的中间电路转换放大输出，以驱动不同的执行装置，完成声、光和电等检测与报警功能，与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。
应用场合：一氧化碳传感器广泛使用在矿山，汽车，家庭等空气质量安全检测的地方。
3．氧气传感器功能：氧气传感器简单来说是一个密封容器（金属的或塑料的容器），它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE（聚四氟乙烯），阳极是一个铅块。
这个密封容器只在顶部有一个毛细微孔，允许氧气通过进入工作电极。
两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚，而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。
传感器内充满电解质溶液，使不同种离子得以在电极之间交换。
进入传感器的氧气的流速取决于传感器顶部的毛细微孔的大小。
当氧气到达工作电极时，它立刻被还原释放出氢氧根离子。
这些氢氧根离子通过电解质到达阳极（铅），与铅发生氧化反应，生成对应的金属氧化物。
两个反应发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度（法拉第定律），可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。
简述气敏传感器及其用途
简述气敏传感器及其用途气敏传感器是一种能够检测气体浓度变化的传感器，广泛应用于环境监测、安全预警、工业生产等领域。
它可以通过感知气体浓度的变化，将其转化成电信号并输出，以实现对环境中有害气体的监测和控制。
气敏传感器的工作原理基于半导体材料的特性。
当环境中的气体进入传感器，它会与传感器表面的活性材料发生化学反应。
这些反应会改变传感器的电导率，并产生一个电信号。
通过测量电信号的变化，可以确定气体浓度的变化。
气敏传感器的用途非常广泛。
在环境监测方面，它可以用于检测空气中的有害气体，如甲醛、二氧化碳等。
通过监测这些有害气体的浓度，可以及时采取措施来改善室内空气质量，保障人们的健康。
同时，在工业生产中，气敏传感器可以用于监测化学品的泄漏情况，及时预警并防止事故的发生。
在安全预警方面，气敏传感器可以用于火灾预警系统中。
传感器可以检测到烟雾中的有害气体，如一氧化碳等，并发出警报以提醒人们注意火灾风险。
此外，在汽车生产中，气敏传感器也扮演着重要的角色。
它可以监测汽车尾气中的有害气体排放，以促进环保和减少空气污染。
为了更好地应用气敏传感器，我们需要注意以下几点。
首先，选择合适的传感器类型。
根据需要检测的气体种类和工作环境确定传感器的类型和特性。
其次，合理安装和校准传感器。
将传感器安装在合适的位置，并进行定期校准，以确保其准确性和可靠性。
此外，及时维护和更换传感器也是保证传感器工作正常的关键。
总之，气敏传感器是一项重要的技术创新，广泛应用于环境监测、安全预警和工业生产等领域。
通过使用气敏传感器，我们可以更好地保护环境、预防事故并提高生产效率。
因此，我们应该加强对气敏传感器的研究和应用，为社会的可持续发展做出贡献。
气敏传感器的工作原理和应用简介
厚膜型
厚膜型气敏元件将气敏材料（如SnO2、 ZnO）与一定比例的硅凝胶混制成能印刷的 厚膜胶。把厚膜胶用丝网印刷到事先安装有 铂电极的氧化铝（Al2O3）基片上,在 400~800℃的温度下烧结1~2小时便制成厚 膜型气敏元件。用厚膜工艺制成的器件一致 性较好, 机械强度高, 适于批量生产。
小结
薄膜型
氧化锌（ZnO）薄膜型气敏元件以石英玻璃或陶 瓷作为绝缘基片, 通过真空镀膜在基片上蒸镀锌金属, 用铂或钯膜作引出电极, 最后将基片上的锌氧化。氧 化锌敏感材料是N型半导体, 当添加铂作催化剂时, 对 丁烷、丙烷、乙烷等烷烃若用钯作催化剂时, 对 H2 、CO有较高的灵敏度, 而对烷烃类气体灵敏度低 。因此,这种元件有良好的选择性, 工作温度在 400~500℃的较高温度。
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。
气敏电阻的工作原理
气敏电阻的材料是金属氧化物, 在合 成材料时, 通过化学计量比的偏离和杂质 缺陷制成, 金属氧化物半导体分N型半导体, 如氧化锡、氧化铁、氧化锌、氧化钨等,P 型半导体, 如氧化钴、 氧化铅、氧化铜、 氧化镍等。为了提高某种气敏元件对某些 气体成分的选择性和灵敏度, 合成材料有 时还渗入了催化剂, 如铂（Pt）、银（Ag） 等。
图示
由上述分析可以看出, 气敏元件工作时需要本身 的温度比环境温度高很多。因此, 气敏元件结构 上, 有电阻丝加热, 结构如图9 - 2所示, 1和2是 加热电极, 3和4是气敏电阻的一对电极。
气敏传感器的应用
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。
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气敏传感器用途
气敏传感器是一种能够感知气体浓度的传感器，它可以将气体的浓度转化为电信号输出。
气敏传感器的用途非常广泛，下面将从以下几个方面介绍气敏传感器的用途。
1. 空气质量监测
气敏传感器可以用于监测室内和室外的空气质量。
在室内，气敏传感器可以监测有害气体的浓度，如甲醛、苯等有害物质的浓度，以保障人们的健康。
在室外，气敏传感器可以监测环境中的污染气体的浓度，如二氧化硫、氮氧化物等，以评估空气质量，并为环境保护部门提供数据支持。
2. 工业安全监测
气敏传感器可以用于工业场所的安全监测。
在化工厂、煤矿等危险场所，气敏传感器可以监测可燃气体的浓度，如甲烷、乙炔等，及时发现并预警潜在的爆炸危险。
同时，气敏传感器也可以监测有毒气体的浓度，如硫化氢、氰化氢等，以保障工人的生命安全。
3. 智能家居
气敏传感器可以应用于智能家居系统中，实现对家庭环境的监测和控制。
通过安装气敏传感器，可以实时监测室内空气中的有害气体浓度，如一氧化碳、烟雾等，当浓度超过安全阈值时，系统可以自动报警并采取相应的措施，如打开新风系统、关闭燃气阀门等，以
保障家人的安全。
4. 智慧城市建设
气敏传感器可以用于智慧城市建设中的环境监测。
通过在城市各个角落安装气敏传感器，可以实时监测环境中的有害气体浓度，并将数据传输到中心控制系统，以实现对城市空气质量的动态监测和评估。
这些数据可以用于城市规划和环境政策的制定，以改善城市居民的生活质量。
5. 农业温室控制
气敏传感器可以应用于农业温室中，实现对温室环境的监测和控制。
通过安装气敏传感器，可以实时监测温室内的二氧化碳浓度、湿度等参数，并根据监测到的数据调节温室的通风、加湿等系统，以提供最适宜的生长环境，提高农作物的产量和质量。
总结：
气敏传感器的用途非常广泛，主要包括空气质量监测、工业安全监测、智能家居、智慧城市建设和农业温室控制等领域。
随着技术的不断进步，气敏传感器的应用将会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全。