常见气体传感器及其应用资料
气体传感器的原理及其应用
气体传感器的原理及其应用随着工业化和城市化的快速发展，空气污染成为了一个全球性的问题。
其中，气体污染是空气污染的重要组成部分。
为了及时了解并控制空气中的气体污染，气体传感器被广泛应用于各种空气质量监测领域。
本文将介绍气体传感器的原理及其应用。
一、气体传感器的原理气体传感器是一种能够检测空气中特定气体成分浓度的传感器。
传感器原理是利用传感器中的传感元件对气体浓度的变化做出反应，并将这种变化转换为电信号输出，最终实现气体监测。
目前气体传感器主要有化学传感器、电化学传感器、红外传感器等。
1、化学传感器化学传感器是一种基于特定化学反应原理的气体传感器。
传感器中的敏感元件与特定气体的反应产生电学性质变化，测出气体浓度。
其中，半导体化学传感器是应用最为广泛的一类。
半导体气体传感器结构简单，价格低廉，且响应速度快、检测范围广，适用于监测多种气体，如二氧化碳、氨气、氧气、二氧化硫等。
但由于其灵敏度和选择性不高，需与其他传感器结合使用以达到更好的检测效果。
2、电化学传感器电化学传感器是一种利用电化学反应原理制备的传感器。
传感器中包裹着特定的电解质材料。
当特定气体进入电解质中，会和电化学反应发生变化，从而改变传感器的电性质。
此类传感器具有高精度、低功耗的优点，适用于监测高浓度气体，如一氧化碳、氯气、硫酸等。
但由于电化学反应涉及多种复杂的化学物质，因此传感器制备难度较高，并且成本也比较高。
3、红外传感器红外传感器是一种基于分子振动能谱原理的气体传感器。
传感器中的敏感元件是一组针对特定气体的红外吸收光栅，当特定气体进入传感器，部分红外光会被吸收，从而改变光栅的透射系数。
此类传感器适用于检测高浓度气体，如二氧化碳、二氧化硫、甲烷、乙烷等。
但与其他传感器相比，红外传感器较为复杂和昂贵。
二、气体传感器的应用气体传感器已经广泛应用于各种空气质量监测领域。
以下是几个典型的应用场景。
1、环境监测气体传感器可以用于测量空气中多种污染物质的含量，例如二氧化碳、二氧化硫、有机污染物等。
气体传感器的原理和应用
气体传感器的原理和应用气体传感器是现代生活中不可或缺的一部分。
它们广泛应用于医疗、工业、环境监测等领域。
本文将介绍气体传感器的原理和应用，并重点探讨传感器在气体检测中的应用。
一、气体传感器的原理气体传感器是通过检测气体在传感器表面的作用或改变而工作的。
它们一般分为两种类型：化学传感器和物理传感器。
1. 化学传感器化学传感器是工作原理基于气体分子与传感器反应的一种传感器。
当化学传感器暴露在检测气体中时，一些活性反应会导致感受器物质化学与电学特性的变化。
例如，许多化学传感器使用导电聚合物的表面来检测特定气体。
当污染物进入传感器内部时，它们会与聚合物上的电子发生反应，导致传感器的电阻值发生变化。
化学传感器通常需要在检测气体之前与气体相互作用，涉及氧化、还原、吸附等反应，因此它们的灵敏度和特异性通常更高，而且可以检测到不同的类别和浓度的气体。
2. 物理传感器物理传感器是工作原理基于传感器物理特性或气体分子的运动而实现的一种传感器。
当气体通过传感器时，显式的物理效应就会发生，例如温度、湿度、光敏电阻甚至声波的改变。
对于目标气体，这些特性都是有效的。
如硫化氢，二氧化硫，油烟等较长时间暴露在传感器上可以导致传感器故障或失灵。
物理传感器通常需要消除噪声和环境干扰的干扰，因此对传感器设计的要求更高。
此外，物理传感器的响应速度通常较快。
二、气体传感器的应用气体传感器的应用覆盖了从环境监测到医疗、航空、汽车、电子和制造等各行各业。
以下是几个主要应用领域。
1. 医疗领域气体传感器在医疗领域应用广泛，例如用来检测人体呼出的气体。
通过分析呼出气体中的成分，人体的健康状况得到更加精确的反映，以便进行更加个性化、有效的治疗方案。
2. 环境监测气体传感器在工厂、食品生产、医院等领域中用于检测气体污染，以确保环境中的气体安全。
有些传感器还可以检测空气质量和气体浓度。
3. 航空和汽车领域气体传感器可用于检测飞机和汽车的废气排放，以确保其遵守排放标准。
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。
气体传感器的应用以及原理
气体传感器的应用以及原理气体传感器的概述气体传感器是一种能够检测气体浓度、组分和其它相关性质的装置。
它们被广泛应用于环境监测、工业安全、医疗诊断、汽车智能系统等领域。
气体传感器可以对气体的特定特性进行检测，并将检测结果转化为电信号输出，从而方便我们实时监测和控制气体的质量和浓度。
气体传感器原理气体传感器的工作原理通常基于吸附、电化学、半导体、光学等不同的物理和化学原理。
吸附型传感器吸附型传感器通过气体与传感器表面发生吸附作用来测量气体浓度。
传感器表面通常涂覆有特定的吸附剂，当所测气体接触到传感器表面时，气体会吸附在吸附剂上，并导致传感器电阻或电容的变化。
这种变化可以通过电路测量并转化为相应的电信号。
电化学型传感器电化学型传感器通过气体与电化学反应产生的电流或电势差来测量气体浓度。
传感器通常包含两个电极，一个工作电极和一个参考电极。
当气体进入传感器并与工作电极上的反应物发生反应时，会产生电流或电势差。
这个电流或电势差的大小与气体浓度成正比。
半导体型传感器半导体型传感器基于气体与半导体表面反应的性质来测量气体浓度。
传感器通常使用半导体材料作为传感器元件，当气体与半导体表面相互作用时，会改变半导体的导电性能。
通过测量半导体的电阻、电容或电势差的变化，可以确定气体浓度。
光学型传感器光学型传感器利用气体分子对特定波长的光的吸收或散射来测量气体浓度。
通常传感器会发射特定波长的光，并通过检测被气体吸收或散射后的光的强度变化来推导气体浓度。
气体传感器的应用环境监测气体传感器在环境监测中起到了至关重要的作用。
例如，二氧化碳传感器可以用于室内空气质量监测，甲醛传感器可以用于室内甲醛浓度的监测，臭氧传感器可以用于大气中臭氧的监测等。
这些传感器能够及时检测空气中的有害气体浓度，帮助我们了解环境的安全性。
工业安全工业领域中的工人需要经常接触各种有害气体，因此气体传感器用于工业安全监测有着重要的作用。
例如，瓦斯传感器用于检测煤矿、油井等地方的可燃气体浓度，一氧化碳传感器用于监测车间中一氧化碳的浓度等。
气体传感器的原理与应用
气体传感器的原理与应用1. 引言气体传感器是一种能够检测特定气体浓度并将其转换为可读信号的设备。
它在各种领域中具有广泛的应用，如环境监测、工业安全等。
本文将介绍气体传感器的工作原理和常见应用。
2. 气体传感器的工作原理气体传感器根据气体浓度的变化来产生电信号，通常有以下几种工作原理：2.1 电化学传感器电化学传感器利用化学反应来测量气体浓度。
它包括一个电极，其中一个电极被覆盖上特定的电极材料，当待测气体与电极材料接触时，会发生化学反应，产生电信号。
2.2 红外传感器红外传感器通过测量气体吸收或散射红外辐射来检测气体浓度。
红外传感器通常使用红外光源和接收器，在特定波长下测量红外光的强度变化。
2.3 压电传感器压电传感器利用特定材料在气体浓度变化下产生电荷来测量气体浓度。
当气体分子与压电材料相互作用时，压电材料会产生电信号。
3. 气体传感器的应用气体传感器在许多行业中扮演着重要的角色，以下是几个常见的应用领域：3.1 环境监测气体传感器在环境监测中起到了至关重要的作用。
它们可以检测大气中的各种气体浓度，如二氧化碳、甲醛、一氧化碳等。
这些传感器帮助监测室内和室外环境的空气质量，并采取必要的措施来改善环境。
3.2 工业安全在工业领域中，气体传感器被广泛用于安全监测。
它们可以检测到可能存在的有害气体，如氨气、氯气、硫化氢等。
这些传感器可以帮助及时发现危险情况，并采取措施来保护工人的安全。
3.3 医疗诊断气体传感器在医疗领域的应用日益增多。
例如，氧气传感器可用于监测患者的呼吸情况，CO2传感器可用于检测呼吸气体中的二氧化碳浓度。
这些传感器帮助医生进行诊断和治疗，并提供准确的监测数据。
3.4 智能家居随着智能家居的兴起，气体传感器在家庭环境中的应用也变得越来越普遍。
例如，可燃气体传感器可用于检测煤气泄漏，一氧化碳传感器可用于检测来自燃气热水器等设备的一氧化碳泄漏。
这些传感器可以及时发出警报，保护家庭成员的生命安全。
化学电阻气体传感器种类及特点
化学电阻气体传感器种类及特点化学电阻气体传感器是一种常用的气体传感器，广泛应用于环境监测、工业安全和生命科学等领域。
它们通过测量气体与电极之间的电阻变化来检测气体浓度，具有灵敏度高、响应速度快、成本低廉等优点。
根据工作原理和传感材料的不同，化学电阻气体传感器可以分为多种类型，下面将对常见的几种进行介绍。
1. 氧气传感器氧气传感器是一种将氧气浓度转化为电阻变化的传感器。
它通常由两个电极构成，一个电极上涂有氧化物，另一个电极作为参比电极。
当氧气分子与氧化物发生反应时，会改变电极表面的电荷状态，导致电阻发生变化。
氧气传感器广泛应用于医疗、生物科学和环境监测等领域，能够精确测量氧气浓度。
2. 二氧化碳传感器二氧化碳传感器是一种用于测量二氧化碳浓度的传感器。
它通常采用碳酸盐材料作为传感元件，当二氧化碳分子与碳酸盐发生反应时，导致电阻发生变化。
二氧化碳传感器广泛用于室内空气质量监测、温室气体控制和工业过程控制等领域。
3. 甲醛传感器甲醛传感器是一种用于检测甲醛浓度的传感器。
它通常采用甲醛敏感材料作为传感元件，当甲醛分子与敏感材料发生反应时，导致电阻发生变化。
甲醛传感器广泛应用于室内空气质量监测和家用电器等领域，能够快速准确地检测甲醛污染。
4. 氨气传感器氨气传感器是一种用于测量氨气浓度的传感器。
它通常采用金属氧化物作为传感元件，当氨气分子与金属氧化物发生反应时，导致电阻发生变化。
氨气传感器广泛应用于农业、环境监测和工业安全等领域，能够及时监测氨气泄漏和污染。
5. 一氧化碳传感器一氧化碳传感器是一种用于检测一氧化碳浓度的传感器。
它通常采用金属氧化物或金属半导体作为传感元件，当一氧化碳分子与传感元件表面发生反应时，导致电阻发生变化。
一氧化碳传感器广泛应用于煤气检测、汽车尾气监测和室内空气质量监测等领域，能够及时发现一氧化碳中毒的危险。
以上是常见的几种化学电阻气体传感器的类型及特点。
它们通过测量气体与电极之间的电阻变化来检测气体浓度，具有灵敏度高、响应速度快、成本低廉等优点。
气体传感器原理与应用情况
气体传感器原理与应用情况气体传感器是一种可以检测和测量气体浓度或者压力的仪器设备。
它可以将气体的浓度或者压力变化转化为电信号输出，以实现对气体的监测和控制。
气体传感器主要基于化学、物理、电化学和光学等原理来工作，不同的传感器有不同的原理和应用。
1.环境监测气体传感器可以用于环境监测，例如检测室内空气质量，判断是否存在有害气体浓度超标的情况。
常见的有害气体包括CO2、甲醛、二氧化硫等。
气体传感器可以及时发现这些有害气体的浓度，提醒人们及时开窗通风或者采取其他措施。
2.工业安全3.医疗诊断4.汽车工业1.化学传感器化学传感器基于气体与敏感材料化学反应的原理工作。
当气体与敏感材料发生反应时，敏感材料的电学性能会发生变化，从而产生电信号输出。
常见的化学传感器有氧气传感器、甲烷传感器等。
2.物理传感器物理传感器基于气体的物理性质来工作。
例如，压电传感器利用气体对压电材料的压力作用产生电荷，从而测量气体的压力变化。
热导传感器利用气体对热的传导性能的影响来测量气体的浓度。
3.电化学传感器电化学传感器是一种将化学反应转化为电信号输出的传感器。
它通常由感测电极、参考电极和电解质组成。
当气体与感测电极发生氧化还原反应时，电极上的电荷状态会发生变化，从而产生电信号输出。
4.光学传感器光学传感器利用气体对光的吸收、散射或者发射的特性来测量气体的浓度。
例如，红外光学传感器可以通过测量气体对红外光的吸收来判断气体的浓度。
目前，气体传感器已经得到广泛的应用。
随着环境保护意识的提高，环境监测成为气体传感器的主要应用领域之一、同时，随着物联网技术的发展，气体传感器也被应用于智能家居、智能城市和工业自动化等领域。
未来气体传感器的应用将更加广泛，能够更好地帮助我们了解和控制周围的气体环境。
气体传感器的工作原理和应用
气体传感器的工作原理和应用气体传感器是一种能够检测、测量和监测环境中气体浓度的设备。
它们被广泛应用于工业生产、室内空气质量监测、生命安全保护等领域。
本文将介绍气体传感器的工作原理以及常见的应用。
一、气体传感器的工作原理气体传感器的工作原理主要基于感测材料与目标气体之间发生的物理或化学反应。
以下是几种常见的气体传感器工作原理：1. 电化学传感器：这种传感器基于电化学反应原理，通过材料与目标气体之间的氧化还原过程来测量气体浓度。
传感器中的感测材料通常是一种电导率较高的金属催化剂，例如铂或钨。
当目标气体与感测材料接触时，发生氧化还原反应，导致电流的变化，从而测量气体浓度。
2. 光学传感器：这种传感器利用光学原理来测量目标气体浓度。
传感器中包含一个光源和一个接收器，光源会发出特定波长的光，当目标气体存在时，光的强度会发生变化。
通过测量光的强度变化，可以得出目标气体的浓度。
3. 热导传感器：这种传感器利用材料的热导率来测量目标气体浓度。
传感器中包含一个热电偶和一个加热器，热电偶通过测量目标气体对加热器产生的影响来测量气体浓度。
当目标气体存在时，热导率会发生变化，从而导致热电偶输出的电压发生变化。
二、气体传感器的应用气体传感器在许多领域都有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 工业生产：气体传感器在工业生产过程中起到了至关重要的作用。
例如，在化工厂中，气体传感器可以检测有毒气体的泄漏，及时采取措施保障工人的安全。
在煤气行业，气体传感器可以监测燃气的浓度，避免燃气泄漏引发火灾或爆炸。
2. 室内空气质量监测：随着人们对室内空气质量的关注度增加，气体传感器在室内环境监测中得到了广泛应用。
它们可以检测一氧化碳、二氧化碳、甲醛等污染物的浓度，帮助人们提高室内空气质量，保障健康。
3. 环境监测：气体传感器用于监测大气中的气体浓度，例如二氧化碳、二氧化硫、氨气等。
这对于环境保护和预防空气污染非常重要。
气体传感器还可以用于监测厨房、垃圾处理场等地方产生的臭味，及时采取措施减少环境污染。
几种气体传感器的检测原理
几种气体传感器的检测原理气体传感器是一种用于检测和测量气体浓度的装置。
根据检测原理的不同，可以将气体传感器分为多种类型。
下面将介绍几种常见的气体传感器及其检测原理。
1.电化学传感器：电化学传感器是一种将气体与电化学反应相结合进行检测的传感器。
其基本原理是通过被测气体与电极发生氧化还原反应，产生电流或电势变化，并由传感器进行测量和分析。
电化学传感器常用来检测一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。
电化学传感器具有高精度、高灵敏度和良好的重复性等优势。
2.红外传感器：红外传感器是利用气体分子与红外辐射之间的相互作用进行检测的传感器。
其原理是利用被测气体吸收红外辐射的特性来测量气体浓度。
红外传感器可以用于检测多种气体，如二氧化碳、甲烷和乙烯等。
红外传感器具有快速响应、高灵敏度和稳定性好的特点。
3.半导体传感器：半导体传感器是利用被测气体对半导体材料电阻率的改变进行检测的传感器。
其原理是当被测气体与半导体传感器表面发生化学反应时，会导致传感器材料的电阻发生变化。
半导体传感器常用于检测可燃气体，如甲烷、丙烷等。
半导体传感器具有响应速度快、价格低廉等优势。
4.压电传感器：压电传感器是利用压电效应检测被测气体的传感器。
其原理是被测气体与压电材料接触后，改变了压电材料的尺寸和形状，从而产生电荷或电流。
压电传感器常用于检测氨气、二氧化硫等气体。
压电传感器具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强的特点。
5.离子传感器：离子传感器是一种通过测量被测气体中离子浓度来检测气体的传感器。
其原理是被测气体与离子选择性电极或离子选择性膜作用，将离子吸附到电极或膜表面，从而改变电位差或电流。
离子传感器常用于检测酸雾、汞等气体。
离子传感器具有高精度、高灵敏度和耐腐蚀等优势。
总之，气体传感器根据检测原理的不同可以分为电化学传感器、红外传感器、半导体传感器、压电传感器和离子传感器等多种类型。
每种传感器都具有其独特的优势和适用范围，可以满足不同环境下的气体检测需求。
深圳常用的气体传感器原理及应用
深圳常用的气体传感器原理及应用
深圳常用的气体传感器主要有以下几种原理及应用：
1. 半导体式气体传感器：利用敏感层由半导体材料组成，当目标气体与敏感层发生化学反应时，电阻值会发生变化。
常用于室内空气质量监测、工业生产中的有害气体检测等领域。
2. 电化学式气体传感器：利用气体分子在电极表面电化学反应时产生电流或电势变化，从而实现气体浓度的测量。
常用于安全监测、环境监测等领域。
3. 红外式气体传感器：利用特定波长的红外辐射通过气体后的吸收特性，测量气体浓度。
常用于燃气检测、工业过程控制等领域。
4. 光学式气体传感器：利用目标气体与特定光源发生光谱吸收、散射等作用，测量气体浓度。
常用于大气污染监测、生物气体检测等领域。
5. 热导式气体传感器：通过测量气体在传感器中的散热情况来间接测量气体浓度。
常用于火灾报警、燃气检测等领域。
这些气体传感器在深圳的应用场景广泛，涵盖了环境保护、工业控制、安全监测等多个领域，并且在智能化、物联网等技术的推动下，将进一步扩展其应用范围。
气体传感器的原理与应用
气体传感器的原理与应用随着工业和人类社会的不断发展，环境和资源问题越来越引起人们的关注。
气体传感器作为工业和环保领域中的一种重要的探测设备，不仅可以检测空气、水等环境中的污染物，还可以在可燃性气体检测等方面发挥重要作用。
本文将介绍气体传感器的基本原理与应用。
一、气体传感器的基本原理1.气敏元件气敏元件是气体传感器的核心组成部分，其根据所检测气体的特性进行选取，目前常用的气敏元件主要有电化学传感器、红外线传感器和半导体传感器。
电化学传感器通常被用于检测可燃性气体、有害气体等。
其原理是基于目标气体与电解质溶液之间的化学反应，并通过电流大小来反应气体浓度。
红外传感器则通过目标分子的振动和转动的特征来检测气体浓度，因此其适用于检测如二氧化碳等气体。
半导体传感器通常用于检测一氧化碳、可燃性气体等，其原理是通过材料的电阻变化来检测气体的浓度。
2.电路系统电路系统通常由前置放大器、信号处理和输出单元组成，主要用于转换气敏元件获得的电信号为人们可理解和可读的电压、电流格式等。
其中前置放大器用于放大气敏元件所获得的微弱信号，从而提高检测的精度和范围；信号处理单元则将放大后的信号进行过滤、数学运算等处理，以便提高信噪比、响应时间和精度；输出单元负责将处理后的信号转换为人们可以读懂的电压或显示灯等信息。
二、气体传感器的应用1.环境监测环境监测是气体传感器的主要应用之一，其中包括大气环境监测、水质监测、土壤盐碱度检测等等。
通过使用不同类型的气敏元件和相应的电路系统，可以实现对有害气体、颗粒物、VOC等环境污染物质的监测和检测工作。
例如，直接使用可燃气体的电化学传感器或infrared传感器、红外线传感器可检测甲醛、苯等有害气体。
使用电阻式气体传感器例如可检测二氧化碳浓度，由于随着工业发展，城市化加速，空气中的PM2.5、PM10、挥发性有机物（VOCs）和其他有害物质严重超标，因此需要加强环境监测，保障居民生活和身体健康。
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。
气体传感器型号及应用场景
气体传感器型号及应用场景气体传感器是一种用于检测和测量空气中特定气体浓度的设备。
不同类型的气体传感器适用于不同的应用场景，下面将介绍几种常见型号的气体传感器及其应用场景。
1. CO2传感器（二氧化碳传感器）CO2传感器主要用于监测室内空气中的二氧化碳浓度。
二氧化碳是人类活动和呼吸过程中产生的一种气体，长时间处于高浓度的CO2环境会导致头晕、乏力等身体不适症状，因此CO2传感器广泛应用于室内空气质量监测、建筑物通风系统、气象预报、温室控制等领域。
2. 氧气传感器氧气传感器主要用于监测空气中的氧气浓度。
氧气是维持生命所必需的，但是在某些情况下，过高或过低的氧气浓度都可能带来危险。
例如，一些工业场所（如矿井、化工厂）和医疗设备（如麻醉机、氧气供应系统）需要对氧气浓度进行精确监测，以确保工作环境的安全性。
3. CO传感器（一氧化碳传感器）CO传感器主要用于检测室内和室外空气中的一氧化碳浓度。
一氧化碳是无色、无味、无烟的气体，在不通风的场所和不完全燃烧的环境中会产生高浓度的CO 气体，长时间暴露在高浓度的CO环境下会导致中毒甚至死亡。
因此，CO传感器广泛应用于家庭和商业建筑的燃气检测、车辆尾气排放监测等领域。
4. 烟雾传感器烟雾传感器主要用于检测室内或室外空气中的烟雾浓度。
烟雾是一种常见的火灾指标，它会释放出可危害人体的有毒气体。
烟雾传感器广泛应用于家庭和商业建筑的火灾报警系统中，它能够及时检测到烟雾产生的信号，并触发警报以提醒人们采取应急措施。
5. VOC传感器（挥发性有机化合物传感器）VOC传感器主要用于检测空气中的挥发性有机化合物。
挥发性有机化合物是一类广泛存在于室内和室外环境中的化学物质，包括甲醛、苯、甲苯等。
高浓度的VOC对人体健康有害，可能引发呼吸道不适、过敏反应等症状。
因此，VOC传感器广泛应用于室内空气质量监测、建筑材料选择、工业生产过程控制等领域。
以上只是几种常见的气体传感器及其应用场景，实际上还有许多其他型号的气体传感器和更广泛的应用场景。
几种气体传感器的介绍
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应用领域
气体传感器广泛应用于环保、医疗、工业安全、农业等领域 ，如空气质量监测、有毒有害气体检测、医疗呼吸机使用等 。
市场需求
随着环保意识的提高和工业安全标准的加强，气体传感器的 市场需求不断增长，对高性能、低成本、易于维护的气体传 感器需求尤为迫切。
02
几种常见气体传感器介绍
电化学气体传感器
01
冶金行业
在冶金行业中，气体传感器可用于监 测炉内气体成分，如一氧化碳、二氧 化碳等，以优化炉内温度和气氛控制 。
环境监测领域应用案例
大气环境监测
气体传感器可用于监测大气中的 有害气体，如二氧化硫、氮氧化 物等，以评估空气质量并采取相
应措施。
水质监测
气体传感器可用于监测水体中的溶 解气体，如氧气、氮气等，以评估 水体的质量和生态系统的健康状况 。
指传感器从接触到气体到 输出稳定信号所需的时间 。响应时间越短，传感器 对气体浓度的变化响应越 快，能够更快地检测气体 浓度。
指传感器在长时间使用或 储存后，其输出信号的变 化量相对于初始值的比例 。稳定性越高，传感器在 长时间使用或储存后输出 信号的变化量越小，能够 保证更准确的检测结果。
指传感器在正常工作条件 下，无故障运行的概率。 可靠性越高，传感器在正 常工作条件下无故障运行 的概率越大，能够保证更 稳定和可靠的性能。
03 响应时间
04 稳定性
05 可靠性
指传感器在给定浓度和时 间内输出信号的变化量与 相应气体的浓度变化量的 比值。灵敏度越高，传感 器对气体浓度的变化越敏 感，能够更准确地检测气 体浓度。
指传感器能够分辨出的最 小气体浓度变化量。分辨 率越高，传感器能够检测 到的气体浓度变化范围越 小，对低浓度气体的检测 能力越强。
气体传感器原理及应用
气体传感器原理及应用气体传感器是一种用于检测环境中气体浓度的装置，其工作原理是利用敏感材料对气体浓度的变化产生相应的电信号。
气体传感器的原理基本上分为三类：化学传感器、红外传感器和半导体传感器。
化学传感器是利用敏感层与气体发生化学反应，导致电阻、电势、电容等发生变化，从而实现气体浓度的检测。
常见的化学传感器有氧气传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器等。
这种传感器通常具有较高的灵敏度和特异性，适用于工业生产过程中对气体浓度的监测。
红外传感器是利用气体分子对红外光的吸收特性来测定气体浓度。
当特定波长的红外光通过气体样品时，被吸收的光强度与气体浓度成正比。
因此，通过检测透射红外光的强度变化，可以得知气体浓度的变化。
这类传感器常用于检测甲烷、二氧化碳等气体。
半导体传感器是利用气敏材料的电阻、电势随气体浓度变化的特性来实现气体浓度的检测。
当气体与半导体材料接触时，气体分子会影响半导体材料的导电性质，导致电阻、电势等的变化。
这种传感器通常响应速度快、成本低廉，适用于个人生活中的气体检测、汽车废气排放检测等领域。
气体传感器在工业生产、环境监测、个人安全等领域有着广泛的应用。
在工业生产中，气体传感器可用于监测生产过程中有毒气体的浓度，确保工人的安全。
同时，气体传感器也可以用于检测环境中的有害气体浓度，帮助环保部门监控环境污染情况，保护公众健康。
在个人生活中，气体传感器也有着重要的应用。
例如，家用煤气泄漏报警器就是一种利用气体传感器来检测煤气泄漏的装置，一旦检测到煤气泄漏，即会发出警报，提醒人们采取相应措施。
此外，汽车上也常装有气体传感器，用于检测废气中有害气体的排放情况，保护环境。
值得注意的是，气体传感器在应用过程中也存在一些问题需要解决。
例如，传感器的稳定性、响应速度、对多种气体的识别能力等方面需要不断改进。
此外，对于一些特殊情况下的气体浓度检测，传统的气体传感器可能无法满足要求，需要研发定制化的气体传感器。
总的来说，气体传感器作为一种重要的环墋监测装置，具有广泛的应用前景。
常见气体传感器及其应用
工作原理如下 ： 当气体传感器探测不到酒精时，加在A5脚的电平为低 电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从 而使A5脚电平变高。图5-10中A为显示驱动器，它共有 十个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管， 显示驱动器A根据第⑤脚电平高低来确定依次点亮发光 二极管的级数，酒精含量越高则点亮二极管的级数越 大。上五个发光二极管为红色，表示超过安全水平。 下五个发光二极管为绿色，表示安全水平（酒精含量 不超过0.5%）。
图5-9 几款TGS气敏传感器实物及
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（1）火灾烟雾报警器 利用TGS—109气敏器件对烟雾的敏感，设计出火灾烟 雾报警器。在火灾初期，总要产生可燃性气体和烟雾 ，因此可以利用SnO2气敏器材作烟雾报警器，在火灾 酿成之前进行预报。 火灾报警器具有双重报警机构：当火灾发生时，温度 升高，达到一定温度时热传感器动作，蜂鸣器鸣响报 警；当烟雾或可燃气体达到预定报警浓度时，气敏器 件发生作用时报警电路动作，蜂鸣器也鸣响报警。
可燃性气体检测器电
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（3）矿灯瓦斯报警器
图5-8 矿灯瓦斯报警器电路
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工作原理如下 ： ➢而当瓦斯浓度较低时，由于电位器RP的输出电压较 低，VT1截止，所以VT2、VT3也截止，矿灯不闪烁报 警； ➢当矿内瓦斯浓度超过设定浓度时，电位器RP的输出 信号通过二极管VD加到三极管VT1的基极，使VT1导 通，从而使VT2、VT3得到供电而开始工作，由VT2、 VT3、R2、R3、C1和C2组成的是一个互补式自激多谐 振荡器 驱动继电器开关K不断地断开和闭合，使矿灯 形成闪光，说明瓦斯浓度已超过了设定值。
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关于气体检测仪中的各类传感器介绍
关于气体检测仪中的各类传感器介绍气体检测仪是一种用于检测空气中的各种有害气体的设备。
在不同的危险环境中，需要使用不同类型的传感器来检测不同的有害气体。
本文将介绍气体检测仪中常见的各类传感器及其特点和应用范围。
热导式传感器热导式传感器是一种测量气体热导率的传感器。
其测量原理是当气体通过传感器时，热导率较高的气体会快速带走热量，从而使传感器的温度下降。
通过检测传感器温度的变化来确定气体的热导率，从而间接地测量气体浓度。
热导式传感器通常用于检测可燃气体，如天然气和液化石油气等。
其中最常用的是甲烷气体检测。
光学式传感器光学式传感器是通过光学吸收原理测量气体浓度的传感器。
其工作原理是将光源照射在一定路径上，当气体穿过路径时，会吸收部分光线，而余下的光线将被光电探测器测量。
光学式传感器可以用于检测多种气体，如二氧化硫、氨气、一氧化碳和二氧化碳等。
电化学式传感器电化学式传感器是通过氧化还原反应测量气体浓度的传感器。
当气体进入传感器时，会与传感器中的电解质产生反应，形成电流变化，从而测量气体浓度。
电化学式传感器通常用于检测有害气体，如二氧化硫、一氧化碳、氨气等。
半导体式传感器半导体式传感器是根据气体的电学特性测量气体浓度的传感器。
其测量原理是，当气体进入传感器时，会与传感器中的半导体元件相互作用，引发电子流动，从而改变传感器电阻的值。
半导体式传感器通常用于检测可燃气体，如甲烷和乙烷等。
红外式传感器红外式传感器是一种基于红外吸收原理测量气体浓度的传感器。
其工作原理是将红外辐射照射在气体中，当气体分子吸收红外线时，会产生光谱吸收峰，从而测量气体浓度。
红外式传感器通常用于检测二氧化碳、甲醛和有机气体等。
总结以上介绍了气体检测仪中常见的各类传感器及其应用范围。
在不同的危险环境中，需要根据具体情况选择合适的传感器进行检测，以确保人们的安全和健康。
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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。
图5-3 QM—N5外形和符号
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（1）一氧化碳报警器
图5-4 CO检测换气报警自动控制电路
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（2）集成可燃性气体检测器
图5-6 可燃性气体检测器电路
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工作原理如下： ➢9V直流电源经电阻RP1限流，为QM—N5的丝极hh提供了110mA左右的电流；将A-A与B-B测量极预热； ➢在清洁的空气中，两测量极间的电阻较大，B-B端 对地电位较低，气敏元件无信号输出 ，1IC为SL322 型发光显示电平指示驱动电路，其①脚为第一组的 输入端， 无信号输入时③~⑦、⑫~⑯脚均为低电 位，因此，2IC、3IC均不工作,无报警信号；
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任务实施： 图5-13电路中，A1、A2和A3构成比较器，调节RP1可设定排 气扇启动点，调节RP2可设定报警点，调节RP3可使LED1平 时熄灭，当MQK—2气敏传感器的加热丝烧断时，A3翻转 输出高电平，VT3导通，LED1发光，表示MQK—2气敏传感 器失效。VD3为温度补偿二极管。R2、VD1、VD2、C3组成 开机延时电路，可避免初期特性造成的开机误报警，R2阻 值可根据延时时间长短选择，报警电路采用KD9561发出警 车声。
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调试过程： 该报警器的调试方法为：通电15min后，先将电位器 RP调到输出为零的一端，再将矿灯瓦斯报警器置于设 定浓度的瓦斯气样中，缓慢调节电位器RP，使报警器 刚好产生报警即可。
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2．TGS系列气敏传感器及应用 TGS系列气敏传感器是日本费加罗公司生产的半导体 气敏传感器。当吸附还原性气体（例如液化气、天 然气、氢气、一氧化碳、有机溶剂及蒸汽等）时， 电导率上升。当恢复到清洁空气中时，电导率恢复。 TGS传感器就是将这种电导率变化，以输出电压的方 式取出，从而检测出气体的浓度。
可燃性气体检测器电路
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（3）矿灯瓦斯报警器
图5-8 矿灯瓦斯报警器电路
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工作原理如下：
➢而当瓦斯浓度较低时，由于电位器RP的输出电压较 低，VT1截止，所以VT2、VT3也截止，矿灯不闪烁报 警； ➢当矿内瓦斯浓度超过设定浓度时，电位器RP的输出 信号通过二极管VD加到三极管VT1的基极，使VT1导通， 从而使VT2、VT3得到供电而开始工作，由VT2、VT3、 R2、R3、C1和C2组成的是一个互补式自激多谐振荡器 驱动继电器开关K不断地断开和闭合，使矿灯形成闪 光，说明瓦斯浓度已超过了设定值。
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（2）实用酒精测试仪 图5-10为酒精测试仪电路。该测试仪只要被试者向传 感器吹一口气，便可显示出醉酒的程度，确定被试者 是否还适宜驾驶车辆。气体传感器选用二氧化锡器敏 元件。此类仪器目前已在国内一些大城市投入使用， 并成为交警的必备标准装备。
长图江5工-程10职业酒技精术学测院试自动仪化电教研路室
工作原理如下：
当气体传感器探测不到酒精时，加在A5脚的电平为低 电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从 而使A5脚电平变高。图5-10中A为显示驱动器，它共有 十个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管， 显示驱动器A根据第⑤脚电平高低来确定依次点亮发光 二极管的级数，酒精含量越高则点亮二极管的级数越 大。上五个发光二极管为红色，表示超过安全水平。 下五个发光二极管为绿色，表示安全水平（酒精含量 不超过0.5%）。
图5-9 几款TGS气敏传感器实物及结构图
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（1）火灾烟雾报警器 利用TGS—109气敏器件对烟雾的敏感，设计出火灾烟 雾报警器。在火灾初期，总要产生可燃性气体和烟雾， 因此可以利用SnO2气敏器材作烟雾报警器，在火灾酿 成之前进行预报。 火灾报警器具有双重报警机构：当火灾发生时，温度 升高，达到一定温度时热传感器动作，蜂鸣器鸣响报 警；当烟雾或可燃气体达到预定报警浓度时，气敏器 件发生作用时报警电路动作，蜂鸣器也鸣响报警。
可燃性气体检测器电路
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➢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。
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QM—N5型气敏传感器的极间电压为10V，加热电压为 5±0.5V，负载电阻为2k，适用环境温度为-20~40℃。 适用于检测煤气、液化石油气、煤油、汽油、乙炔、乙 醇、酒精、氢气、硫化氢、一氧化碳、烷类气体、烯类 气体、氨类气体及烟雾等。图5-3列出QM—N5外形和符 号。其中A、B为信号电极（电极），H为加热丝极（丝 极）。
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自动控制排气扇和声光报警电路的设计
任务要求：
具有自动控制排气扇和声光报警功能的报警电路，设计时 可根据情况分别对待，有害气体浓度达到0.15%时，排气 扇首先自动开启，使有害气体排出，且发光二极管LED2发 光。空气洁净后，排气扇自动关闭。只有当有害气体泄漏 严重，排气无效，浓度达到0.2%时，报警电路才发出声光 报警。