气体传感器简介
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传感器技术涵盖了电化学,催化,
光学和半导体四种类
国内方面,主要的气体传感器企 业有炜盛科技,天津费加罗(中 日合资),718所。重庆煤科院和 山西腾星等,其中,炜盛科技是 目前国内唯一能生产半导体类, 催化燃烧,电化学和红外光学的企业
B
13
谢谢
B
14
发生原理:
气体传感器通过测量它附近气体浓度与气体相互作用,每种气体 都有一个独特的电场,传感器通过这些电场来识别气体,在装置 内通过测量电流放电来决定气体浓度。
B
3
气体传感器分类
电化学式 气体传 感器
半导体氧化 物型气体
传感器
热导气体 传感器
红外线型 气体传 感器
接触燃烧 式气体 传感器
B
4
半导体氧化物型气体传感器
阻值发生变化。
B
11
热导气体传感器
热导池式气体传感器
每一种气体,都有自己特定的热导率,当两个和多个气体的热导 率差别较大时,可以利用热导元件,分辨其中一个组分的含量。 这种传感器已经传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高 浓度甲烷的检测。
这种气体传感器可应用范围较窄,限制因素较多。
这是一种老式产品,全世界各地都有制造商。产品质量全世界大 同小异。
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,同时受环境影响较大。
B
6
电化学式气体传感器
电化学式气体传感器是一种化学传感器,一般分为下面几种类型:
第一类 :
在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时,将气体直接氧化 或还原,并将流过外电路的电流作为传感器的输出。(如:恒定电 位电解池型气体传感器)
第二类 :
将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用于离子电极, 把由此产生的电动势作为传感器输出。(离子电极式气体传感器)
第三类 :
将气体与电解质溶液反应而产生的点解电流作为传感器输出。(如: 电量式气体传感器)
第四类:
不用电解质溶液,而用有机电解质、有机凝胶电解质、固态电解 质、固态聚合物电解质等材料制作传感器。(如:浓差电池式气体 传感器)
(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)
B
10源自文库
接触燃烧式气体传感器
接触燃烧式气体传感器:
接触燃烧式气体传感器分为 直接接触燃烧式、 催化接触燃烧式
特性:
对不燃烧气体不敏感,,具 有广谱特性即能检测各种可 燃气体,亦称为热导性传感
器
工作原理: 气敏材料(如Pt电热丝)在 通电状态下,可燃气体氧化 燃烧,或在催化剂下氧化燃 烧,电热丝由此升温,从而
应用范围: 监测各种挥发性有机物 (VOCS) 、毒气、如异丁烯、苯、甲醇和二 氧化硫、一氧化碳等。
B
9
红外线气体传感器
红外线气体传感器基本结构:
红外辐射光源
(使用广谱光源光
谱覆盖波长从1μm 到15~20μm
)
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 )
红外线气体传感器基本机构
和催化类气体传感器,其产品既 ,其产品主要有半导体型(MOS)
包括O2、CO2、NO、NO2等常见气体 电化学以及催化燃烧型气体传感器
传感器,也包括HCL、CL2、联氨等 广泛用于工业,汽车,室内空气
工业用气的传感器
检测以及科学测量等领域
英国Alphasense
Dynament炜盛
Alphasense是位于英国的气体传 感器公司,主要产品是O2、有毒 气体和易燃气体传感器。该公司
气体传感器简介
B
1
目录
背景与发生原理 气体传感器分类及常用传感器工作原理 气体传感器市场主要厂商
B
2
背景与发生原理
背景:
由Seiyama T在1962年首先报道的,利用ZnO薄膜的表面电导在气 体中的变化来检测可燃性气体。同年,田口尚义发明了二氧化锡 基气体传感器,并通过贵金属掺杂大幅度地提高了对可燃性气体 的灵敏度,并实现了产业化。
半导体氧化物气体传感器也称为化学电阻(chemiresistors). 电阻化的传感器的检测原理是基于其表面半导体吸附的气体分
子引起电阻薄膜上阻值变化。
气固的交互作用影响薄膜的电阻是因为薄膜内部的电阻率发生 改变
B
5
半导体氧化物型气体传感器
试用范围: 半导体氧化物型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、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)等很多气体地检测。
B
12
气体传感器主要厂商
气体传感器生产企业主要集中在日本,欧洲和美国。气体传感 器相关企业有英国城市技术公司(母公司为Honeywell)、日本 Figaro、英国Alphasense、 Dynament炜盛科技等
Honeywell英国城市技术
日本figaro
其以电化学起家,同事涉足红外 2012年figaro气体销售额排名第二
B
7
电化学式气体传感器
适用范围: 电化学类气体检测仪主要用于检测毒性气体如: CO ,CO2 ,H2 ,O2 ,SO2 等。
优点: 选择性好、灵敏度高。 缺点: 对干扰气体也有响应 ,会引起误报 ,因而需要增加抗干扰部分, 寿命短 ,一般 1~2 年就应更换传感器。
B
8
红外线气体传感器
工作原理: 当某物质受到红外光束照射时,该物质的分子就要吸收一部分能 量并将其转换为分子的振动和转动能量,同一种物质对不同波长 的红外辐射吸收程度不同,如果将不同波长的红外辐射按顺序通 过某物质,逐一测量其吸收程度,并记录下来,就得到该物质在 测定波长范围内的吸收光谱曲线
光学和半导体四种类
国内方面,主要的气体传感器企 业有炜盛科技,天津费加罗(中 日合资),718所。重庆煤科院和 山西腾星等,其中,炜盛科技是 目前国内唯一能生产半导体类, 催化燃烧,电化学和红外光学的企业
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13
谢谢
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14
发生原理:
气体传感器通过测量它附近气体浓度与气体相互作用,每种气体 都有一个独特的电场,传感器通过这些电场来识别气体,在装置 内通过测量电流放电来决定气体浓度。
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3
气体传感器分类
电化学式 气体传 感器
半导体氧化 物型气体
传感器
热导气体 传感器
红外线型 气体传 感器
接触燃烧 式气体 传感器
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4
半导体氧化物型气体传感器
阻值发生变化。
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11
热导气体传感器
热导池式气体传感器
每一种气体,都有自己特定的热导率,当两个和多个气体的热导 率差别较大时,可以利用热导元件,分辨其中一个组分的含量。 这种传感器已经传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高 浓度甲烷的检测。
这种气体传感器可应用范围较窄,限制因素较多。
这是一种老式产品,全世界各地都有制造商。产品质量全世界大 同小异。
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,同时受环境影响较大。
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6
电化学式气体传感器
电化学式气体传感器是一种化学传感器,一般分为下面几种类型:
第一类 :
在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时,将气体直接氧化 或还原,并将流过外电路的电流作为传感器的输出。(如:恒定电 位电解池型气体传感器)
第二类 :
将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用于离子电极, 把由此产生的电动势作为传感器输出。(离子电极式气体传感器)
第三类 :
将气体与电解质溶液反应而产生的点解电流作为传感器输出。(如: 电量式气体传感器)
第四类:
不用电解质溶液,而用有机电解质、有机凝胶电解质、固态电解 质、固态聚合物电解质等材料制作传感器。(如:浓差电池式气体 传感器)
(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)
B
10源自文库
接触燃烧式气体传感器
接触燃烧式气体传感器:
接触燃烧式气体传感器分为 直接接触燃烧式、 催化接触燃烧式
特性:
对不燃烧气体不敏感,,具 有广谱特性即能检测各种可 燃气体,亦称为热导性传感
器
工作原理: 气敏材料(如Pt电热丝)在 通电状态下,可燃气体氧化 燃烧,或在催化剂下氧化燃 烧,电热丝由此升温,从而
应用范围: 监测各种挥发性有机物 (VOCS) 、毒气、如异丁烯、苯、甲醇和二 氧化硫、一氧化碳等。
B
9
红外线气体传感器
红外线气体传感器基本结构:
红外辐射光源
(使用广谱光源光
谱覆盖波长从1μm 到15~20μm
)
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 )
红外线气体传感器基本机构
和催化类气体传感器,其产品既 ,其产品主要有半导体型(MOS)
包括O2、CO2、NO、NO2等常见气体 电化学以及催化燃烧型气体传感器
传感器,也包括HCL、CL2、联氨等 广泛用于工业,汽车,室内空气
工业用气的传感器
检测以及科学测量等领域
英国Alphasense
Dynament炜盛
Alphasense是位于英国的气体传 感器公司,主要产品是O2、有毒 气体和易燃气体传感器。该公司
气体传感器简介
B
1
目录
背景与发生原理 气体传感器分类及常用传感器工作原理 气体传感器市场主要厂商
B
2
背景与发生原理
背景:
由Seiyama T在1962年首先报道的,利用ZnO薄膜的表面电导在气 体中的变化来检测可燃性气体。同年,田口尚义发明了二氧化锡 基气体传感器,并通过贵金属掺杂大幅度地提高了对可燃性气体 的灵敏度,并实现了产业化。
半导体氧化物气体传感器也称为化学电阻(chemiresistors). 电阻化的传感器的检测原理是基于其表面半导体吸附的气体分
子引起电阻薄膜上阻值变化。
气固的交互作用影响薄膜的电阻是因为薄膜内部的电阻率发生 改变
B
5
半导体氧化物型气体传感器
试用范围: 半导体氧化物型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、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)等很多气体地检测。
B
12
气体传感器主要厂商
气体传感器生产企业主要集中在日本,欧洲和美国。气体传感 器相关企业有英国城市技术公司(母公司为Honeywell)、日本 Figaro、英国Alphasense、 Dynament炜盛科技等
Honeywell英国城市技术
日本figaro
其以电化学起家,同事涉足红外 2012年figaro气体销售额排名第二
B
7
电化学式气体传感器
适用范围: 电化学类气体检测仪主要用于检测毒性气体如: CO ,CO2 ,H2 ,O2 ,SO2 等。
优点: 选择性好、灵敏度高。 缺点: 对干扰气体也有响应 ,会引起误报 ,因而需要增加抗干扰部分, 寿命短 ,一般 1~2 年就应更换传感器。
B
8
红外线气体传感器
工作原理: 当某物质受到红外光束照射时,该物质的分子就要吸收一部分能 量并将其转换为分子的振动和转动能量,同一种物质对不同波长 的红外辐射吸收程度不同,如果将不同波长的红外辐射按顺序通 过某物质,逐一测量其吸收程度,并记录下来,就得到该物质在 测定波长范围内的吸收光谱曲线