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浅析气敏传感器在各个领域的具体应用
来源: 日期:2017-6-26 14:28:25 浏览次数:24

浅析气敏传感器在各个领域的具体应用


气敏传感器是一种把气体中的特定的成分检测出来,并将其转换为适当的电信号的器件。用气敏传感器制成电子鼻,它可以作为人类嗅觉的延伸。     


目的,气敏传感器的应用范围已经渗透到包括生产(工业、研究、农林畜产)、生活(烹调、通风、空调)、防灾(煤气泄露、火灾)、防范(饮酒控制)、环保(大气污染、汽车排放、燃烧控制)、医疗(呼气、麻醉气体的分析等)等领域。气敏传感器相当于人的嗅觉,人的嗅觉再灵敏,其感知的对象也足极其有限的,在定最定性上因人而宜,特别是对有毒气体,只能依靠仪器的检测。随着科学技术的不断进步,气敏传感器都具备把被检测气体的存在及其浓度变化转换成电量的功能,尤其是与微处理器配合使用,更提高了它们的功能和扩大了它们的使用范围。


例如:交通管理部门对汽车驾驶员的酒后驾驶的检查,保证了人民的生命和财产安伞;炼钢时炉中气体的红外气体分析器中采用了半导体元件,加快了分析速度,提高了转炉的回收率和脱碳量预测计算的准确性。     


气敏传感器的检测方式主要有接触燃烧式、气敏半导体式、光下涉式、红外吸收式、热导率式、电量式、隔膜离子电极式、定电位电介式、催化反应热式等。     


它是根据具有还原性气体的浓度增加时,其电阻值变小的原理而工作的。在清洁的空气中,传感器的电阻不变。专门提高使用气体的安全性而研制的电路,这个电路主要由气敏传感器、蜂鸣器、变压器、指示灯等元件组成。当室内的气体浓度(如C0气或液化石油气等)达到为可以爆炸的最低极限的1/5~1/40程度时,能由蜂鸣器发出警报,提醒人们马上注意使用状态并检查是否漏气。     


气体浓度升高,气敏传感器本身电阻随之减小,流过和传感器串联的蜂鸣器电路中的电流变得足够大,它能驱动蜂鸣器的电流线圈,使蜂鸣器振动发出警报。这种气敏传感器还可以用于城市气体警报器,自动换气阀门和火灾报警器等。     


传感器由两个并列的光学系统组成,一个叫比较腔,另一个叫测量腔,两腔以一定的周期同时或交替开闭光路,在测定腔光路中导入被测气体。由于被测气体特有的波长吸收,从而使透过测定腔这一光路而进入红外检测器的光通量减少,气体浓度越高,透过的光通量的减少也越多,入射列传感器的光通量也就减少。由于透过比较腔一侧的光通量一定,进入传感器的光通量也一定,因此,被测气体浓度越高,通过测量腔和比较腔的光通量差也就越大。由于测量腔和比较腔以一定的周期同时开闭,这个光通量差作为光通量振幅射入传感器。光通量的振动被传感器内封入的气体吸收变成温度的周期变化,而在密闭的容器内义变成压力的周期变化。这种压力变化用电容式微音器来探测,再经放大、整流,最后由电流计指示出气体浓度。     


气味物质光纤传感器,是利用一条光纤,在其四周及两端均匀涂有一层含有荧光染料的化学活性材料,当外来的光脉冲沿玻璃纤维传递而激活该活性材料,与易挥发的有机化合物发生作用,改变染料的极性,使荧光光谱发生变化。     


压电型气味表面声波式传感器,施加一交流信号于传感器的金属转换器指形片上时,可以产生一声渡,扫过压电性基座表面。当声波抵达输出转换器金属指形片时,可产生一交流电压,其相位则与距离有关,并与聚合物测层吸收的物质气味分子有关。


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