气敏传感器及检测应用.
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。
气敏和湿敏电阻传感器图片及应用
5—补偿电阻 6－陶瓷片 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口
9－引脚 2021/3/18
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氧浓度传感器外形
可用于汽车 尾气测量
2021/3/18
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汽车尾气分析
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有毒气体传感器的使用
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湿敏电阻传感器
绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每 一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。
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—加热回路电源 8—测量回路电源
2021/3/18
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气敏电阻外形
其他可燃性 气体传感器
酒精传感器
酒精测试仪
呼气管
2021/3/18
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酒精传感器的选择性
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NH3传感器
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二、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。
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二、二氧化钛氧浓度传感器
气敏电阻
使用气敏电阻传感器（以下简称气敏电阻），可 以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量， 再转换为电流、电压信号。
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。
一、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。 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO 或Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活 剂及其它添加剂，按一定比例烧结而成的半导体器件。
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。
气敏传感器用途
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。
第10章 气敏传感器及其应用
第10章气敏传感器及其应用在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。
比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。
气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。
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。
气敏传感器的实物如图10-1所示。
图10-1 气敏传感器实物图10.1气敏电阻气敏电阻就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。
10.1.1气敏传感器的工作原理由于气体与人类的日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着极其重要的作用。
例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8～1.15 ml/L时，就会出现呼吸急促，脉搏加快，甚至晕厥等状态，达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险，因此对一氧化碳检测必须快而准。
利用SnO2（氧化锡）金属氧化物半导体气敏材料，通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒，并以此为基体掺杂一定催化剂，经适当烧结工艺进行表面修饰，制成旁热式烧结型CO敏感元件，能够探测0.005%～0.5%范围的CO气体。
还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒气体的进行探测的传感器。
常用的主要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。
接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300℃～400℃的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。
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。
物理实验中的气敏传感技术及其应用
物理实验中的气敏传感技术及其应用一、引言在物理实验中，气敏传感技术是一项非常重要的技术。
它可以通过感知、检测和测量气体中的一些特定物理或化学变化，来获得气体的信息。
本文将介绍气敏传感技术的工作原理、应用场景以及一些相关的研究成果。
二、气敏传感技术的工作原理气敏传感技术主要是通过一些特定的材料来实现的。
这些材料具有对气体环境中某种特定物理或化学性质变化的敏感性。
传感器中的这些材料可以是一些金属氧化物、半导体或聚合物等。
当这些材料与目标气体接触后，其电阻、电容、压力等物理性质会发生变化，通过测量这些变化，就可以了解气体的特性。
三、气敏传感技术的应用场景气敏传感技术在许多领域都有广泛的应用。
下面列举几个典型的应用场景。
1. 环境监测气敏传感技术常用于环境监测中，如空气质量监测、水质监测等。
通过布置合适的传感器网络，可以及时监测气体的含量和浓度，为环境污染的预防和治理提供数据支持。
2. 工业生产气敏传感技术在工业生产中也有很多应用，例如气体检测，可以用于检测煤气泄漏、酒精浓度等。
此外，气体的监测也可以用于控制工业过程中的供气量，确保生产的质量和安全。
3. 医疗领域在医疗领域中，气敏传感技术可以用于监测人体呼吸、血氧浓度等生理指标。
通过实时监测这些指标，可以提供有关患者身体状况的信息，辅助医生进行临床诊断和治疗。
四、气敏传感技术的研究进展气敏传感技术在科学研究中一直是一个活跃的领域。
以下是一些相关研究领域的最新进展。
1. 纳米材料的应用近年来，纳米材料成为气敏传感技术的研究热点。
由于纳米材料具有较大的比表面积和特殊的电子结构，使其在气体检测中表现出更高的灵敏度和选择性。
2. 物联网与气敏传感技术的结合随着物联网技术的快速发展，气敏传感技术与物联网的结合成为可能。
通过将传感器与互联网连接，可以实现远程监测和实时数据传输，提高气体检测的效率和准确性。
3. 人工智能在气敏传感技术中的应用人工智能技术的发展为气敏传感技术提供了新的思路。
气敏传感器_实验报告
一、实验目的1. 了解气敏传感器的工作原理和基本特性；2. 掌握气敏传感器的检测方法及实验操作步骤；3. 分析气敏传感器在不同气体环境下的响应特性。
二、实验原理气敏传感器是一种将气体浓度转换为电信号的传感器。
其基本原理是：当气体分子与半导体材料发生作用时，会引起半导体材料电阻率的变化，从而实现气体的检测。
气敏传感器主要分为半导体气敏传感器和金属氧化物气敏传感器两大类。
三、实验仪器与材料1. 气敏传感器：MQ-2、MQ-3、MQ-5等；2. 气体发生装置：酒精、甲烷、丙烷等；3. 信号发生器：直流稳压电源、信号放大器等；4. 测量仪器：数字多用表、示波器等；5. 实验装置：气敏传感器实验台、实验电路等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将气敏传感器连接到实验电路中；2. 设置实验参数，包括气体种类、浓度、温度等；3. 通电预热气敏传感器，使其达到稳定状态；4. 调节气体发生装置，控制气体浓度；5. 测量气敏传感器的输出电压或电流，记录数据；6. 分析气敏传感器的响应特性，绘制响应曲线。
五、实验结果与分析1. 气敏传感器在不同气体环境下的响应特性（1）MQ-2气敏传感器对酒精的响应特性实验结果表明，MQ-2气敏传感器对酒精的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到酒精。
随着酒精浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。
在酒精浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。
（2）MQ-3气敏传感器对甲烷的响应特性实验结果表明，MQ-3气敏传感器对甲烷的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到甲烷。
随着甲烷浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。
在甲烷浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。
（3）MQ-5气敏传感器对丙烷的响应特性实验结果表明，MQ-5气敏传感器对丙烷的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到丙烷。
随着丙烷浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。
在丙烷浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。
空气传感器的原理与应用实验报告
空气传感器的原理与应用实验报告1. 引言空气传感器是一种测量和监测环境中空气质量的设备。
它能够检测和测量空气中的各种污染物和有害气体，并将数据转化为可读取的信号或数字形式。
空气传感器在许多不同领域有广泛的应用，包括室内空气质量监测、工业生产过程中的气体检测和环境保护等。
2. 空气传感器的原理空气传感器工作的基本原理是通过特定的传感元件来感知环境中的气体成分。
常见的空气传感器包括气敏传感器、光学传感器和电化学传感器等。
2.1 气敏传感器的原理气敏传感器是最常用的一种空气传感器，它的工作原理是通过感知气体与其表面发生化学反应或物理吸附，使传感器电阻或电容发生变化。
常见的气敏传感器包括气敏电阻和气敏电容。
主要工作原理如下： - 当感知气体存在时，气敏传感器与气体发生特定的化学反应。
- 反应会导致传感器器件的电阻或电容发生变化。
- 这种变化可以通过连接的电路分析和测量，从而得到气体成分的信息。
2.2 光学传感器的原理光学传感器利用光的吸收、散射、透过等现象来感知气体成分。
当气体通过光学传感器时，光的强度和频率会发生变化，从而可以得到气体成分的信息。
主要工作原理如下： - 光学传感器通过向环境中发射特定波长的光，并利用光的吸收和散射来检测气体的浓度。
- 传感器会收集和测量被吸收和散射的光的强度和频率。
- 通过相关的算法和公式，可以将光的吸收和散射的特征转换为气体成分的信息。
2.3 电化学传感器的原理电化学传感器是通过化学反应来转化微量气体的浓度到电信号的装置，它采用特定的电极材料和电解液。
其测量原理是利用电极上发生的氧化还原反应，从而使电流发生变化，进而得到气体浓度的信息。
主要工作原理如下： - 电化学传感器通过将气体与电解液接触，气体中的化学物质与电解液中的离子发生反应。
- 反应会导致电解液中的电导率发生变化，从而使电流产生变化。
- 通过测量电流的变化，可以推算气体浓度的大小。
3. 空气传感器的应用实验3.1 实验目的本实验旨在了解和研究空气传感器的原理，并进行相关应用实验，以验证传感器的性能和准确性。
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。
气敏传感器的应用实例
气敏传感器的应用实例嘿，朋友！想象一下这样一个场景：你走进一间装修精致的厨房，阵阵饭菜香扑鼻而来。
炉灶上的火焰欢快地跳跃着，锅里的汤正“咕嘟咕嘟”冒着泡。
这时候，你可曾想过，有一个小小的“卫士”正在默默地守护着这里的安全？它就是气敏传感器。
在我们的日常生活中，气敏传感器的应用那可真是无处不在。
就拿厨房来说吧，燃气泄漏可是个大隐患。
要是没有气敏传感器，说不定哪天你正哼着小曲做着饭，就被泄漏的燃气给“偷袭”了。
有了它，一旦检测到燃气浓度异常升高，立刻就会发出尖锐的警报声，仿佛在大声喊：“危险！危险！快采取行动！”这时候，家里的人就会像听到冲锋号一样，赶紧关闭燃气阀门，开窗通风，避免一场可能的灾难。
你说，这气敏传感器是不是像个尽职尽责的小哨兵？再说说咱们的爱车。
当你坐在舒适的驾驶座上，准备来一场愉快的旅行时，气敏传感器也在悄悄工作着。
它能检测车内的空气质量，要是一氧化碳之类的有害气体浓度过高，它就会提醒你打开车窗，换换新鲜空气。
不然，你可能就会在不知不觉中被“毒气”侵袭，头晕眼花，那多危险啊！这难道不像一个贴心的小管家，时刻关心着你的健康吗？还有啊，那些大型的工厂、仓库，气敏传感器更是发挥着重要作用。
工厂里各种化学物质、易燃易爆气体到处都是，稍有不慎，后果不堪设想。
气敏传感器就像一个不知疲倦的“巡逻兵”，时刻警惕着任何一丝危险的气息。
一旦发现异常，马上拉响警报，让人们能够及时采取措施，避免事故的发生。
你想想，如果没有气敏传感器，我们的生活得变得多么提心吊胆？它就像是我们生活中的隐形守护者，虽然我们平时可能不太注意到它，但它却在默默地为我们的安全保驾护航。
气敏传感器的应用实例数不胜数，它在我们的生活中扮演着如此重要的角色。
难道我们不应该对它心怀感激吗？它就像一个无声的英雄，默默付出，不求回报。
我们享受着它带来的安全和便利，却常常忽略了它的存在。
所以啊，气敏传感器的应用实在是太广泛、太重要了，我们的生活已经离不开它啦！。
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。
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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分混合后配成膏状,涂覆在铂丝绕成的线圈上,直接烧成后
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2、接触燃烧式气体敏感元件的桥式电路
A
F2
M
F1
D R1
C
W2
B
R2 W1
E0
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F1 是检测元件， F2 是补偿元件，其作用是补偿可燃性气体 接触燃烧以外的环境温度、电源电压变化等因素所引起的 偏差。
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k E R
R R R
R
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ΔRF可用下式表示
H Q RF T m C C
ρ —检测元件的电阻温度系数； Δ T—由于可燃性气体接触燃烧所引起的检测元件的温度增加值； Δ H—可燃性气体接触燃烧的发热量；
接触燃烧式气敏元件 金属氧化物半导体气敏元件 氧化锆气敏元件
气体传感器的应用
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一、接触燃烧式气敏元件
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1、检测原理
可燃性气体 (H2、 CO 、 CH4等 ) 与空气中的氧接触，
发生氧化反应，产生反应热(无焰接触燃烧热)，使得作为
《家电传感器应用》课程教学资源建设
建设院校：
顺德职业技术学院
主பைடு நூலகம்参与企业：
广东美的集团 广东新宝电器 佛山市顺德区美智电子 佛山市顺德区高迅电子
气体传感器与检测应用
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主要内容
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烧结成球状多孔体。将烧结后的小球 , 放在贵金属铂、钯
等的盐溶液中 , 充分浸渍后取出烘干。然后经过高温热处 理 , 使在氧化铝 ( 氧化铝一氧化硅 ) 载体上形成贵金属触媒
层,最后组装成气体敏感元件。
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也可以将贵金属触媒粉体与氧化铝、氧化硅等载体充
敏感材料的铂丝温度升高，电阻值相应增大。
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一般情况下，空气中可燃性气体的浓度都不太高 (低于10％)，可燃性气体可以完全燃烧，其发热量与可 燃性气体的浓度有关。 空气中可燃性气体浓度愈大，氧化反应(燃烧)产生 的反应热量(燃烧热)愈多，铂丝的温度变化(增高)愈大，
R1 E E0 R1 R2 RF1 RF2
RF2 RF RF1
F2 D R1
A M F1 C W2 B E R2 W1
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应 如果令 0 1 1 2 F1 F2 用 电 则有 RF2 子 E k R F 技 RF1 术 专 业 这样，在检测元件F1和补偿元件F2的电阻比RF2/RF1接近于 教 1的范围内，A，B两点间的电位差E，近似地与ΔRF成比例。 学 在此，ΔRF是由于可燃性气体接触燃烧所产生的温度变化 资 源 (燃烧热)引起的，是与接触燃烧热(可燃性气体氧化反应热) 建 成比例的。 设
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E=k•m•b
丙烷 输 150 出 电 100 压 / mV 50 乙醇 异丁烷 丙酮 环己烷 0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
气体浓度(XLEL)
接触燃烧式气敏元件的感应特性
3、接触燃烧式气敏元件的结构
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设 用高纯的铂丝 , 绕制成线圈 , 为了使线圈具有适当的阻值 (1Ω～2Ω),一般应绕10圈以上。在线圈外面涂以氧化铝或 氧化铝和氧化硅组成的膏状涂覆层 , 干燥后在一定温度下
F2 D R1 M F1 C
W2 B
E0
R2
W1
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RF1 RF R1 E E0 RF1 RF2 RF R1 R2
因为Δ RF很小，且RF1•R1=RF2•R2
A F2 D
R1 M
F1
C
W2
B
R2 W1
E0
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工作时，要求在F1和F2上保持100mA～200mA的电流通过， 以供可燃性气体在检测元件F1上发生氧化反应(接触燃烧) 所需要的热量。当检测元件F1与可燃性气体接触时，由于 剧烈的氧化作用(燃烧)，释放出热量，使得检测元件的温 度上升，电阻值相应增大，桥式电路不再平衡，在 A 、 B 间产生电位差E。 A
C—检测元件的热容量；
Q—可燃性气体的燃烧热；m—可燃性气体的浓度[％(Vol)]； α—由检测元件上涂覆的催化剂决定的常数。
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H Q RF T m C C
ρ ， C和 α 的数值与检测元件的材料、形状、结构、
表面处理方法等因素有关。 Q是由可燃性气体的种类决定。 因而，在一定条件下，都是确定的常数。则:
E=k•m•b
Q b C
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即 A 、 B 两点间的电位差 与可燃性气体的浓度 m 成 比例。如果在 A 、 B 两点 间连接电流计或电压计， 就可以测得 A 、 B 间的电 位差 E ，并由此求得空气 中可燃性气体的浓度。若 与相应的电路配合，就能 在空气中当可燃性气体达 到一定浓度时，自动发出 报警信号，其感应特性曲 线如图。
其电阻值增加的就越多。
因此，只要测定作为敏感件的铂丝的电阻变化值 (Δ R)，就可检测空气中可燃性气体的浓度。
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实际使用的检测元件:
使用单纯的铂丝线圈作为检测元件，其寿命较短，所
以，实际应用的检测元件，都是在铂丝圈外面涂覆一层 氧化物触媒。这样既可以延长其使用寿命，又可以提高 检测元件的响应特性。