气体传感技术综述
光纤气体传感器综述
郑婉君
摘要：光纤气体传感器是20世纪80年代出现的一种新型传感器, 由于它在技术上的各种优点使其在气体检测中得到广泛的应用。本文介绍了光纤气体传感器的分类及各类光纤气体传感器的基本原理。
关键词：光纤传感，气体传感器
一.引言
近三十年来，伴随着光纤和光通信技术的高速发展，光纤传感器逐渐成为研究的主流。由于光纤气体传感器具有抗干扰性强、本质安全、可利用现有光通信技术和器件、便于组成传感网络等特点，使得其相比传统气体传感器有着无可比拟的优势[1]，这种传感技术具有测量灵敏度高，气体鉴别能力好，响应速度快，耐高温及潮湿能力强，气体传感探头(气体吸收盒)简单可靠以及易于形成网络等优点，因而是目前最有前途的一种气体传感技术。它已应用在社会生活的许多方面: 工业气体在线监测、有害气体分析、环境空气质量监测和爆炸气体检测以及对火山喷发气体的分析[2-6]等。
二.光纤气体传感器的介绍与分类
近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。光纤气体传感器作为一个重要的分支在生活中越来越广泛地被应用。
2.1光纤气体传感器介绍
光纤气体传感的检测原理主要是通过检测光信号与外界被测气体参数相互作用后的参量改变反映气体的成分与浓度，可能引起包括光波强度、频率、偏振态、相位、非线性等的变化，从这些变化的光参数中提取被测气体参数的信息。
2.2光纤气体传感器分类
光纤气体传感器根据传感原理分两大类:一类是传感型光纤气体传感器也称为功能型传感器，光纤在传感系统中不仅具有传输光的作用同时又是系统中的传感元件，该传感器需采用特种光纤(光子晶体光纤) 或对光纤进行化学物理预处理。另一类是传光型光纤气体传感器也称为非功能型传感器，光纤在传感系统中仅起到传输光信号的作用，该传感器主要原理是基于气体的光谱吸收。
三.传感型光纤气体传感器（功能型光纤气体传感器）
传感型光纤气体传感器是利用光纤中传输光信号与待测气体之间相互作用来实现的。它的传感机理主要取决于气体的固有属性，不同气体与光信号的相互作用不同，从而根据不用的效应提取相应气体的信息。
3.1基于折射率变化的多孔型光纤气体传感器
光子晶体光纤（多孔光纤）内部有大量密集的小气孔，在裸露纤芯表面或是端面涂敷一层特殊材料与气体作用时折射率（光程）会发生变化，这类材料对一些气体敏感，可引起光波导的参数改变，如损耗、有效折射率、双折射等，运用强度模式或干涉等方法检测参数变化量就可实现对气体的成分和浓度进行分析[7]。例如Organopolysiloxanes （有机聚硅氧烷）对CO 2气体敏感，其折射率在1.46-1.56之间，可用溶胶-凝胶（Sol-Gel ）方法将其涂敷在光纤纤芯上[8]，通过测量光纤输出光强得到材料由气体引起的光吸收系数和折射率的变化，从而分析气体参数。ferrocenylenesilylene 聚合物与共聚物（555454m [(-C H )Fe(-C H )MePhSi]ηη和55555454n 54542m {[(-C H )Fe(-C H )SiPhMe][(-C H )Fe(-C H )Me Si]}ηηηη）涂于锥形光纤表面，用于检测NH 3,CO 2,N 2O [9]。LuPc 2（the lutetium bisphthalocyanine ）当其遇某些有机化合物气体时折射率发生变化如ethanol(乙醇)、hexanal(已醛)、n-butyl acetate(乙酸正丁酯)、acetic acid(乙酸)，故用其制作一个光纤传感器用于检测具有挥发性的有机气体[10]。
光波导以及光纤扰模理论可解释材料折射率和光纤光强间的相互作用。光纤光能的相对变化与介质折射率变化的关系：
100
()E E I y A n B C E -?==???++ 其中，A —光纤总弯曲角度
B —值大小由光纤包层和外界介质之间的界面缺陷以及外界介质的非均匀等因素决定
C —外界介质对传播光的吸收造成光能的衰减
y —与微弯前后光锥夹角及光锥与光纤中心轴的夹角有关。
文章[11]中介绍了含CO 2的气体在不同扰动下输出光功率比空气的小现象，表明光纤气体传感头灵敏地反映了外界介质由空气向CO 2的转变，并且扰动程度增加使传感头对环境干扰变化更加敏感。
采用模式滤光检测法可提高这种传感器的灵敏度,如图1所示。
图1.模式滤光检测法原理
模式滤光检测法原理：光以小于临界角θc的传播角θ在光纤中传播。（A）一小部光从边泄露IF。（B）折射率大于包层折射率的待测物的出现将增大临界角θc。在这种情况下有更多的光泄露出来，检测模式滤光IF可比传统检测传输光IT获得更高的信噪比S/N。
传统方法是通过检测光纤端面处传输光的相对变化量来分析气体浓度，而模式滤光检方法则能检测光纤侧面光信号的变化。对两种测量方式而言，光强变化量是相同的，但模式滤光法背景光很小。这就意味着模式滤光测量法具有更高的信噪比和灵敏度，一般光纤模式滤光的信噪比是检测光纤末端出射光的信噪比的10~100倍。使用此法对甲苯进行检测可达到0.03% (V/V)的探测极限，其他几种氯化物如二氯甲烷、氯仿、三氯乙烯的极限也可达到1%以下,分别为0.5%、0.2%、0.06% [12]。此外，用静电自组织技术在多模光纤的端部制作聚合物光栅，可以很好的选择工作波长和参考波长，避免了吸收型气体传感器要求应用窄带光源的问题[13]。
3.2倏逝波型光纤气体传感器
当光在光纤中传输时，光在光密介质/光疏介质界面发生全反射时，并不是全部的光都反射回去了，而是在光疏介质中存在强度按指数规律衰减的渐逝场，其透射深度一般约为几个波长。光波导在光纤芯中传播时，包层中也存在以光轴为中心，向两侧迅速衰减的渐逝波。此时，一部分光渗入到低折射率的介质中，形成一种不同于高折射率介质的传输波。它是一种趋向于迅速衰减的电磁波，故称为倏逝波。利用特种(如D型光纤或锥形光纤)光纤界面附近在光纤芯层和包层界面发生全反射时会在包层内产生倏逝场，如果在渐逝场区域存在吸收介质，则全反射光能量减少，通过测量光能的衰减量就可以计算出气体的浓度。
渐逝场光纤气体探测器的灵敏度主要取决于渐逝场能量占总能量的比例，比例越高，灵敏度也就越高气体如果直接与裸露纤芯相互作用，因两者折射率相差很大，只有很小一部分能量分配到渐逝场，探测器灵敏度很低。在裸露纤芯表面加上氟化碳，多孔硅等多孔物质作为包层，由于这些物质的折射率只稍小于纤芯的折射率，因此会有很大一部分的光能量进入渐逝场区与气体相互作用，能提高探测器的灵敏度。多孔物质可提高气体在包层中的扩散速度，以较快的速度达到包层气体气氛与外界环境一致，提高传感器的响应度。此外，通过使用高阶波导模式或增加传感长度也可以提高探测的灵敏度[14,15]。
3.2.1 D形光纤传感器
D形光纤是在磨掉或抛光单模光纤预制棒一侧的衬底和包层后拉丝而成的。拉丝过程可获得一个光滑、散射极低的表面，如图2所示。
图2.D型光纤
其传感原理是利用该表面附近的倏逝波直接或通过表面上镀覆的敏感膜间接与气体发生作用，导致倏逝波穿透深度发生改变，根据传感器输出光信号变化来测量未知气体浓度的。传感器灵敏度与光纤长度和平面弯曲有关，增加D光纤与气体的作用长度（几米到几十米）
可以提高此类传感器灵敏度。D光纤平面侧弯曲取向不同也会影响光纤内部光波导的分布从而改变探测器的灵敏度。D光纤的平面侧向内弯曲，则传感器灵敏度下降；向外弯曲，则灵敏度随着弯曲光纤曲率半径的减小而增大[16,17]。
3.2.2锥形光纤传感器
锥形光纤是一种直径沿长度方向逐渐变化的光纤，如图3所示。可利用腐蚀法、熔融拉锥法制作[18]。其中腐蚀法是将一段裸光纤浸入氢氟酸中，以均匀或变化速度移动光纤，经过一定时间后光纤沿长度方向被腐蚀成锥形，而纤芯尺寸并未改变；熔融拉锥法是将一段裸光纤高温加热，并以一定的速度拉伸光纤两端，使包层和纤芯尺寸等比例变化，构成双锥形。
图3.锥形光纤
其传感原理如图4所示是利用锥形区域附近的倏逝波直接或通过锥形区域镀覆的敏感膜间接与气体发生作用，导致倏逝波穿透深度发生改变，根据传感器输出光信号变化来测量未知气体浓度[14]。当锥腰直径减小和入射光波波长增大时，传感器的灵敏度和分辨率会提高。
图4.锥形光纤传感
3.2.3纤芯裸露型光纤传感器
纤芯裸露型光纤传感器结构，可通过去除石英纤芯塑料包层(PCS)光纤的塑料包层或去除普通光纤石英包层来裸露纤芯即可如图5所示。其传感原理是利用裸露纤芯表面附近的倏逝波直接或通过裸露纤芯表面上镀覆的敏感膜间接与气体发生作用，导致倏逝波穿透深度发生改变，根据传感器输出光信号的变化来测量未知气体浓度的。传感器灵敏度和响应时间可通过改变传感区域长度和敏感膜厚度来调节，延长传感区域长度，传感器灵敏度增加，响应时间缩短；减小敏感膜厚度，传感器响应时间缩短，灵敏度变化不大[19,20]。
图5. 纤芯裸露型光纤传感器结构
3.2.4纤芯失配型光纤传感器
纤芯失配型光纤传感器是将一段单模光纤的两端分别熔接在多模光纤上形成的一种新型倏逝波传感器如图6所示。
图6. 纤芯失配型光纤传感
其传感原理是利用单模光纤包层(传感区域)表面附近的倏逝波直接或通过单模光纤包层表面上镀覆的敏感膜间接与气体发生作用，导致倏逝波穿透深度发生改变，根据传感器输
出光信号变化来测量未知气体浓度的[21]。其特点是传感器制造工艺简单、传感材料均为标
准材料、成本低。
Domto L M 等人将62.5／125μm 的标准多模光纤(MMF)和9／125μm 的标准单模光纤(SMF)熔接制作出MM —SM —MM 结构的纤芯失配型光纤传感器，并在SMF 传感区域沉积厚度为10m 纯钯或钯一金合金薄膜，当用于浓度小于4％的氢气测试时，传感器灵敏度高、性能好、响应时间小于15s 、可逆性好、成本低、结构简单。特别是在氢气浓度小于3％以下时，传感器响应更显著[22]。
3.3光纤荧光型光纤气体传感器
荧光物质受特定波长激励光照射时，会产生波长大于激励波长的荧光，其波长差称为strokes 位移。气体分子与某些荧光物质相互作用，导致荧光强度下降和荧光寿命减短，相应有两种传感机理：一是测量荧光的强度变化量；二是测量荧光的寿命变化量。其中第二种是基于气体分子对荧光的“淬灭”效应。若I 0和I 分别表示没有和有气体时荧光的强度，τ0和τ为对应的荧光寿命，则气体的浓度和荧光的强度寿命之间的关系可以用Stern-Volmer 方程来表示：
001[]I Ksv Q I ττ
==+? 式中，Ksv —Stern-V olmer 系数
Q —待测气体的浓度
由于荧光型气体传感器的激励光波长不同于吸收光波长，对荧光进行探测时可以达到较好的分辨率，从而提高探测器的灵敏度。在实际应用中应该选择strokes 位移较大的荧光物质作为敏感物质。 氧气荧光淬灭传感器是研究得较多和发展得较快的一种荧光气体传感器，它主要用于工业燃烧监测和医疗检查中。与氧气相作用的荧光物质包括主要的多环芳烃和芳香烃，如钌络合物、Solvent Green 5(溶剂绿5)和十环烯等[23]。Solvent Green 5的激励波长峰值为468nm ，荧光峰值波长为514nm ，两者相差较大且都处于可见光光谱范围之内，对人体不会造成危害，是一种很好的可用于内科检查氧气传感器的荧光物质。Eiji Toba 利用Solvent Green 5作荧光物质制成的氧气探测器的灵敏度为0.0003/vol%，相对误差的标准偏差只有±1.1vol%，能很好的满足医疗测量精度的要求[23]。
光纤荧光气体传感器一般做成反射式结构，将荧光物质涂敷在单光纤的一端，激励光从另一端入射到荧光物质上产生荧光，受外界气体浓度调制的荧光再被端面反射回来被探测单元接收。使用单一光纤容易受到光源干扰以及端面散射的影响（图7（a ）），选择双光纤将激励光波与荧光光波分离可以在一定程度上提高探测的精度和灵敏度（图7（b ））[24]。反射式探测器可以用浸渍了荧光物质的过滤膜作为传感元件，但将荧光物质溶于某些表面活性
剂、纤维素物质、溶水性高分子材料，然后涂于玻璃载玻片上可以取得比过滤纸更好的效果。
图7.气体荧光光纤传感器
四.传光型光纤气体传感器（非功能型光纤气体传感器）
传光型光纤气体传感器（非功能型光纤气体传感器）主要是基于吸收光谱法，不同分子有各自不同的吸收谱线，通过对某一或某几根特定的吸收谱线强度的探测，利用Beer 一Lambert 定律，测量光通过待测气体后的强度变化检测对应气体成分及浓度。可分为信号光单次通过气室的直接吸收型和信号光多次通过气室的增强型，后者进一步可细分为①腔外多次反射，该方案将信号光陷在一个光纤环路中多次通过气室，直到信号光衰荡结束或是控制信号将光输出，②腔内多次反射型，则是将信号光“限制”在气室的两面高反射率镜中衰荡，分析衰荡速率得到气体浓度。
气体对某些特定频率的光能吸收后的效应主要表现为直接吸收效应和吸收后的热效应，这两种效应导致不同的传感形式。窄谱线激光器光源和差分吸收技术在直接吸收效应的光纤气体传感器中得到较好的应用。声光信号检测则是根据吸收光能后的热效应的一种检测技术，光一声效应所产生的声波的振幅直接与入射光强度和吸收气体样本的浓度相关。
4.1光谱吸收型原理
每一种气体都有固有的吸收光谱，当光源的发射谱与气体的吸收谱相吻合时,就会发生共振吸收, 其吸收强度与该气体的浓度有关,通过测量光谱的吸收强度就可测量气体的体积分数。当一束光强为I0 的输入平行光通过待测气体时,如果光源光谱覆盖一个或多个气体的吸收谱,则光通过气体时发生衰减[25,26]。根据Beer-Lambert 定律,出射光强I 与入射光强I0 和气体的体积分数之间的关系为
0exp()m I I lC α=-
式中，m α—摩尔分子(MOLAR)吸收系数
C —气体浓度(atm)
L —光和气体的作用长度(传感长度，单位:cm)
上式也可改写成以下形式：
01
ln()m I C I α=-
4.2常见气体吸收峰
基于吸收光谱法的光纤气体传感器一般选择在光纤中传输且易于增益的1500一1700nm的光源作为检测光，由于光纤对这些波长的衰减极低，探测系统的灵敏度又相当高,所以可以得到很好的检测结果[27,28]。而要分析目标气体的浓度，首先需要了解该气体在此波段内的吸收峰位置和强度，以及气体之间的吸收峰是否存在交叠情况。根据2004年HITRAN 数据库(高精度分子透射吸收数据库，High Resolution Transmission )中多种分子的吸收峰进行分析，可以看出H2O的吸收峰靠近1500nm和1700nm，1510nm附近最强吸收线强度(cm/molecule)约为3×10-23；CO2在1540nm、1575nm、1605nm以及1645nm附近有强吸收峰，1605nm附近最强吸收线强度约为1.8×10-23;汽车尾气常包含氮的氧化物N2O，其在1525nm、1585nm以及1680nm附近有吸收峰，其最强吸收线在1525nm附近强度约为2.3×10-23;汽车尾气中的另一重要成分、煤炭不完全燃烧的产物CO的吸收峰在1574nm附近，最强吸收线强度约为2.2×10-23; 煤矿爆炸、瓦斯的主要成分气体甲烷CH4的吸收峰在1665nm和1654nm 附近较强，1654nm最强吸收线强度约为1.3×10-23;O2的吸收峰在1580nm附近，最强吸收线强度约仅为1×10-29;另一种汽车尾气、氮的氧化物NO的吸收峰在1505nm附近，其最强吸收线强度不到10-40;化工生产的重要原料乙炔C2H2的吸收峰在1520一1540nm附近较强，1515nm 附近最强吸收线强度是所有气体中最大的，为1.3×10-20。
五.结束语
光纤传感技术是一个综合交叉的新兴探测技术。光源的发展、新型特殊光纤的研制技术和探测方法的改进，都将极大地推动光纤气体传感器的发展。光纤气体传感器的发展趋势主要有四个方面：小型化、远距离实时监控、多点或网络化和多气体成分探测。
光纤气体传感器具有小型化，耐高温，抗腐蚀，成本低等优点，广泛地应用在工业控制、环境监测、医学应用、可燃性气体及毒性气体的实时监控等领域。特别是在一些恶劣环境下，光纤气体传感器表现出其它传感器无法比拟的优点，显示出其巨大应用前景和市场潜力。
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文献综述范本
重庆工商大学 毕业论文(设计)文献综述计信学院计算机科学与技术专业(本科) 10级软件1 班 课题名称：基于Android的手机系统 助手软件的实现 学生姓名：学号： 指导教师：职称：
基于Android的手机系统助手软件的实现 【摘要】随着手机的普及以及手机应用的深入人心，近几年“智能手机”成为了人们关注的话题。在现今这个智能手机系统群雄纷争的时候，2008年Google 推出了一款名为Android的开源智能手机操作系统。Android凭借其开放性和良好的人机界面，受到广大手机生产商的重视。 Android是基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。 从Android的从业角度分析，Android的开发概括为两类：一是系统开发，包括低层linux内核的裁剪和扩展，硬件驱动的开发和系统移植等，从业人员主要工作在硬件厂商的公司里：而是应用开发，主要包括游戏开发、Android互联网客户端开发和工具软件开发等。随着用户群体的不断壮大，Android系统有望成为手机操作系统的“Windows”所以Android应用开发应用需求将非常大。据库技术在信息管理当中的地位不言而喻，它已经成为先进信息技术的重要组成部分，是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。 【关键词】Android、智能手机、应用开发 一、Android简介 1、Android的前世今生 Android平台是开放手机联盟为创造一代更好的移动电话而合作开发的产品。该联盟由谷歌领导，成员包括移动运营商，手机设备制造商，元件制造商，软件解决方案和平台供应商以及销售商。从软件开发的角度，机器人立足于开源世界。 市场上第一款基于Android系统的手机G1由HTC制造并供应给T - Mobile 用于销售。然而，该设备从放出风声到真正发布，用了大概一年的时间，因为发布的sdk补丁累计了一年才使唯一的软件开发工具变得可用。随着G1发布日期的临近，Android团队发布了SDK1.0，为新的平台而设计的应用也开始浮出水面。
(完整版)传感器的目前现状与发展趋势综述
传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号
红外传感器文献综述
单位代码01 学号 分类号TN7 密级 文献综述 关于红外报警器的综述 院（系）名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年3月20日
关于红外线报警器的综述 摘要 随着社会的发展，科学技术的进步和安全防范意识的增强，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时，必须考虑家庭成员生命和财产的绝对安全。目前，许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观，不符合防火的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。报警器的应用类型非常多，但热释电红外线报警器是最广泛的，因为它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，具有较高的应用价值。 本文简要通过对红外报警器组成的个个模块进行分析，介绍了红外报警器的两种常见方式即：主动式和被动式，进而又分析了两种方式的选择原则，最后有对红外线报警器的发展前景进行了预测。 关键词：红外线，热释电传感器，报警器，单片机
引言 随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地，经济的快速增长也带来了相当大的负面社会效应，城乡、区域收入差距进一步拉大，流动人口也开始迅速增加，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势，人们越来越渴望有一个安全生活的空间，但是犯罪分子的作案手段越来越高明，他们甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求。这时，传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种险情并通知户主，以便将险情消灭在萌芽状态，这样人们便可安心工作，同时也保证了居民的生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视，现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置，但多由于可靠性较差、功能单一或造价高而难于普及。 而随着电子通讯技术的飞速发展，单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭的低价位、运行可靠的智能型安全防范报警系统安全防范系统，对室内出现入室盗窃等自动发出报警信息并通知户主进行及时处理已经势在必行。 报警器的类型多种多样，例如：红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声光报警器等。 红外线作为一种不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。所以在众多报警器的分类方式中，红外线报警器由于简单实用，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠而被广泛应用。红外报警器直接决定系统的灵敏度与稳定性，是整个系统品质的保障，红外防盗报警器又称红外探测器。中国安防厂商在这些年，无论在技术的掌握与生产能力的提升上，均有明显的改善，这都归功于中国厂商的产品设计和生产技术，并致力于降低成本，使中国安防产品开始得到厂商们的认可，加上低价对于甲方有着重要的吸引力，使得本国产品在市场上成长迅速。虽然本国产品的品质仍与进口产品有段差距，但在用户对安防产品不熟悉的情况下，中国安防产品扔
空气流量传感器原理
空气流量传感器原理 车用空气流量传感器（或称空气流量计）是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图，该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转，使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时，进气量增大，进气气流对翼片的推力也增大，这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计，这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时，其端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压降低；当进气量减小时，进气气流对翼片的推力减小，推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小，端子VC与VS之间的电阻值增大，使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围、并且取消滑动触点，人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器，即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响，风速越高声音频率越高，这是因气流流过电线后形成涡旋所致，液体、气体等流体中均会发生这种现象，利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物，使流体流过柱状物之后形成两列涡旋，根据涡旋出现的
烟雾报警器设计制作【文献综述】
文献综述 电子信息工程 烟雾报警器设计制作 摘要：面对人类社会经济与技术急速发展的时代，伴随着电子、计算机、通讯和现代控制技术的快速发展，现代火灾报警控制器这一高技术产品正向着智能化，网络化发展。本文主要讲述了传感器在火灾报警方面的运用，介绍了烟雾报警的工作原理以及传感器的种类以及未来发展的趋势。 关键词：传感器；火灾报警器；新技术 1.烟雾报警系统的组成部分简介及其相关应用 1.1 烟雾报警器行业的现状、发展及特点 二十多年前,中国的消防报警产品才刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。国外的产品和品牌一统天下，占领中国的大部分市场。由于中国的建设正在飞速发展，市场大的惊人，难道这由中国发展带来的成果只能由外国企业来瓜分？可幸的是中国企业抓住了机遇，顶住了挑战，先是一批国家的科研院所，后是一批国营企业、民营企业，业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英，花了十多年时间，通过几次产品更新换代，就使自己的产品紧紧跟上了国际水平，并且夺回了大部分国内市场，使得现在大多国外产品只有招架之功，这是典型的自力更生，走自己的路。当然目前而言，我们基本占据的是国内市场，对外还刚启动。中国企业正虎视眈眈，准备进军海外市场。 消防报警产品是一个系列产品，包括火灾探测设备、信息传输设备、报警分析控制器、消防控制联动。是物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输和管理、智能楼宇等技术的综合集成，属于高新技术。依托中国多年的基本建设的发展，这个行业也得到发展，具备了和国外知名企业抗衡的能力。在目前中国许多冠名以高新技术的行业中，中国企业大多做的是下游的制造和服务，分取极少一部分的利润，象消防报警产品那样又拥有自我知识产权，又拥有大量市场的行业其实是很少的。 在消防报警产品的技术含量上，国内产品和国外产品差距不是很大，许多指标已经超越，存在的问题是：类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步，有待于积累经验和技术；也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距；国内正在形成权重的大型企业和集团，这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场，并最终占领海外的消防报警市场。 1.2火灾探测器的简介
图像传感器综述
图像传感器综述 通过前几篇文章，相信大家可能对数码图像和色彩有了一定的认识。从这篇文章开始，我们将会对大家拍摄使用的“武器”－－数码相机进行全方位的介绍。首先我们来了解一下数码相机的核心部件－－图像传感器。 一、图像传感器的历史 与传统相机不同，数码相机并不是使用胶片来感光，而是使用图像传感器来捕捉图像。图像传感器的历史可以说非常的悠久：早在1873年，当时科学家约瑟·美(Joseph May)及伟洛比·史密夫(WilloughbySmith)就发现了硒元素结晶体感光后能产生电流，这是电子影像发展的开始。以后陆续有组织和学者研究电子影像，发明了几种不同类型的图像传感器。其中重要的发明有20世纪50年代诞生的光学倍增管(Photo Multiplier Tube，简称PMT)和70年代出现的电荷耦合装置(Charge Coupled Device，简称CCD)。 20世纪末，又有三种新型的图像传感器问世了，它们分别是互补氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)、接触式图像传感器(Contact lmage Sensor，简称CIS)和LBCAST传感器系统(Lateral Buried Charge Accumulator, Sensing Transistor Array)。 二、PMT PMT是最早出现的图像传感器，从五十年代发展到现在，技术已经非常成熟，是目前性能最好的传感器。它就像一个圆柱体小灯泡，直径约一寸，长度约二寸；内置多个电极，将进入的光信号转化为电信号，即使很微弱的光线也可准确补捉。其最高动态范围可达4.2，相对于其它类型只能达到3.2-3.6的传感器，PMT要胜出不少；而且它非常耐用，可以运作十万小时以上。但是由于其造价相当高，只能应用于专业的印刷、出版业扫描仪及工程分析仪等。类似小灯泡的传感器“PMT” 三、CCD CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的，与电脑晶片CMOS技术相似，也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般这些感
传感器技术文献综述_百度文库重点
传感器技术文献综述 学校邕江大学专业 09信息学号 40号姓名赵丽霞 一、摘要 传感器技术是综合多种学科的复合型技术, 是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别, 对每一类别进行综述, 分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。 二、关键词:传感器 三、引言 传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术, 是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术, 而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代” 的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展, 其应用领域越来越广, 人们对其要求越要越高, 需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟, 相反在很多方面它还只是一项新兴的技术, 依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境, 迅速准确的处理传输客户所需求的信号, 并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。 四、传感器 传感器是一种物理装置, 能够探测、感受外界的信号、物理条件 (如光、热、温度、湿度等或化学组成, 并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样,精确快速地感
受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题, 所以还需要不断的改进。然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了, 我们应该取其精华。因此, 我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。 模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。在我们的生活中, 大自然还有很多聪明的发明, 这些都可以应用到我们现在所讨论的传感器技术中。比如鲸鱼、鸽子能够探测到地球微弱的磁场并根据其来确定旅行路线; 双髻鲨能都根据探测到微弱的生物电来捕食, 在它的双髻上分布着许多微小的孔,传感器也可以设计成与此相同的结构来探测微弱的电磁波, 并可以将此项技术应用到医学中来检测人体的健康;苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到,仿生学家根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,利用活的苍蝇,把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪,用来检测舱内气体的成分。此外,还有很多的动物都具有特异功能,可以利用这些大量的自然资源来实现我们对自然界一些信息的需求,可以直接利用动物,降低成本,可以根据研究其特异功能的机制, 改进现在的传感器。 目前的传感器往往仅能感知一种或几种物理量。因此, 要尽量集成传感器的功能。在实际中, 需要检测的物理量往往不是唯一的, 这样就需要多种传感器共同工作来完成对这些物理量的检测, 浪费了大量资源, 比如人力资源——我们要花费大量的时间与精力去部署以及维护这些节点, 通信资源——每个节点都会向基站发送信号, 占用带宽, 容易造成数据拥堵。要求一种传感器可以同时感知多种物理量比较困难, 这样可以将多种传感器固定在同一装置上, 通过程序让它们在分配间隙时间内轮流工作发送数据, 间隙时间越短, 该传感器的整体测量效率也就越高。但如果对测量的实时性要求不高的话, 一个传感器装置就可以达到预期效果。也可以在监测区域分布多个的装置, 编制程序, 使在同一时刻能够测量到多种物理量。 五、智能传感器
气体流量传感器的数据处理技术
气体流量传感器的数据处理技术 气体流量传感器可直接测量介质的流量，其测量结构不受被测介质温度、压力、密度、黏度变化的影响，虽然对外界振动较敏感，但对流体分布不敏感。 气体流量传感器的数据处理技术，气体流量传感器的数据处理技术提供了一个“通往处理的窗户”，当浏览这个窗户时，首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上，有意地抛弃了其余的信息，很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如，https://www.360docs.net/doc/ae11843313.html,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展，流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障，频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。 气体流量传感器的适用特点 1.测量管形式不一，常见的有以下几种。直管式：加工简单，易制造，不易启振，故管壁需薄一点，使用寿命较短；弯管式：容易启振，管壁可厚一点，气体流量传感器的机械加工复杂些，振动频率要选大一点；单管式：不用分流，零点稳定，机械加工简单，但易受外来振动影响；双管式：不受外来振动干扰，分流不均匀会造成零点变化，机械加工也复杂些。 2.信号处理技术难度大，零点易漂移，不适合低压、低密度气体测量。 3.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的（大多数产品采用的
方式），也可以是垂直的。但是只要流量传感器不在工艺管道轴向振动平面内，流量计的抗振动干扰能力可增强。对于质量流量计的测量精度，很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将流量计精度定得很高，一般是（±0.15%~±0.5%）R。但是量程比也定得很大（100:1），仪表流量上限取得很高。因此流量计的实际测量精度不可能这样高，特别是流量计在小量程段测量流量时，很难保证仪表有高精度。 气体流量传感器虽然压力损失较大，但对各种流体适应性强、抗振干扰能力强，能够获得较高的测量精度。
气体流量传感器选型介绍
气体流量传感器可能之前不是很了解，其实它也气体流量传感器的一种。气体检测仪所用的传感器是气体流量传感器的一种，气体流量传感器是一种将气体的成份、浓度等信息，有效转换为可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。那么，我们应该如何更好地选择气体检流量传感器呢？ 首先要流量传感器的线性范围气体流量传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。气体流量传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择气体流量传感器时，当气体流量传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何流量传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的气体流量传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。然后再确定气体检测仪传感器的类型气体流量传感器的类型应根据测试气体对象与使用环境来综合考虑。在进行具体测量工作之前，我们首先要考虑可燃气体检测仪应采用何种原理的气体流量传感器，这需要综合考虑多方面的因素之后才能确定。 因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的气体流量传感器可供选用，哪一种原理的气体流量传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑。建议可以从气体检测仪的量程大小；信号的传递方法（有线或是非接触测量）；被测位置对传感器体积要求；传感器产地（国产或进口）；价格合适以及测量方式https://www.360docs.net/doc/ae11843313.html,（接触式或非接触式）等六个方面来选用何种类型的传感器。谨记着两点还是很重要的，至少能帮助你在选择气体流量传感器中起到一定的作用，希望能帮助即将要购买气体流量传感器的朋友们！！
气体传感器模块详细解析
气体传感器模块 1、概述 气体传感器模块包含了一个MQ2型烟雾传感器，该传感器具有良好的重复性和长期的稳定性，响应时间短，长时间工作性能好。可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。本模块接口是黑色色标，黑色色标是模拟口，需要连接到主板上带有黑色标识接口。 2、技术规格 ●工作电压：5 0V±0 1 V ●加热电压：5 0V±0 1 V ●加热电阻：33Ω±5% （室温） ●加热功率：＜800mw ●预热时间：＞24h ●检测范围：100-10000ppm ●检测温度：20±2℃（标准） ●使用温度：-20℃-50℃ ●储存温度：-20℃-70℃ ●相对湿度：＜95%RH ●氧气浓度：21%(标准条件) 3、功能特性 ●10K可调电阻用于调节灵敏度； 1
●使用前必须先加热一段时间； ●当检测到可燃气体时，蓝色指示灯亮； ●具备数字信号与模拟信号输出接口； ●传感器稳定性强、检测速度快； ●模块的白色区域是与金属梁接触的参考区域； ●具有反接保护，电源反接不会损坏IC； ●支持mBlock图形化编程，适合全年龄用户； ●使用RJ25接口连线方便； ●配有VCC、GND、DO、AO接头支持绝大多数Arduino系列主控板。 4、引脚定义 气体传感器模块有四个针脚的接头,每个针脚的功能如下表 序号引脚功能 1 GND 地线 2 VCC 电源线 2
3 AO 模拟量输出 4 DO 数字量输出 表1 4-Pin 接头功能表 5、接线方式 ●RJ25连接 由于气体传感器模块接口是黑色色标，当使用RJ25接口时，需要连接到主控板上带有黑色色标的接口。以Makeblock Orion为例，可以连接到6，7，8号接口，如图 图1 气体传感器模块与Makeblock Orion连接 ●杜邦线连接 当使用杜邦线连接到Arduino Uno主板时，模块AO引脚需要连接到ANALOG（模拟）口，DO引脚需要连接到DIGITAL（数字）口,如下图所示： 3
文献综述
火灾自动报警系统 缓解城市用地紧张的角度出发的，同时考虑便于集中供电、供热、供气，便于集中管理和控制，例如便于计算机管理控制系统和闭路电视及共用天线系统的应用等。高层大型建筑不论普通型(如民用住宅)还是豪华型(如火灾自动报警及其消防联动系统，作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是为了人们及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设施，是人类同火灾做斗争的有力工具。本系统可负责不断地监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾[1]。当发生火灾时，可实现声光报警、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。 现代建筑的特点是高层大型建筑增多。这主要是从高级宾馆)，都日益重视防火和保安技术的普及应用。国家建筑防火规范规定，住宅楼高10层以上、建筑物高24m以上的均为高层建筑范畴。高层建筑楼层多，人员密集，如果发生火灾，疏散困难，扑救也困难。因此高层建筑，特别是高级宾馆及居民楼，一旦失火，损失严重，极有可能造成人员饬亡。为了保证高层建筑安全可靠，万无一失，必须从建筑设计上采取防范措施，安装功能齐全可靠的自动报警与消防系统。 传统的火灾系统探测报警是根据某种单一的火灾探测器所采集的火灾探测参数，采用阀值比较法来判定火灾的[2]。但是，火灾信号的多样性和探测器类型的单一性之间的矛盾是的误报的现象十分普遍。为了能够提早准确报警，目前大量的研究人员正在研制智能型探测器来取代传统的单一传感器，用于区分非火灾信号和火灾信号。人工嗅觉模拟技术数以新兴的多学科交叉技术，它由气敏传感器阵列、模拟识别系统、信息提取技术三部分组成[3]。人工嗅觉技术应用于火灾火灾报警报警系统中可以利用气体传感器矩阵列完成火灾信息的数据融合，增加信息可靠性：模式识别中的模糊神经网络算法完善了火灾判断规则，增加判别的灵活性：多种信息提取技术能使非线性信号线性化，使火灾判别更简单化。如果对多传感探测器的信息只是进行简单的或非判断，相当于把多传感器进行简单的组合，并不能充分发挥多传感探测器的有效作用。而人工嗅觉模拟技术中的气体
气体传感器文献综述
` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
气体传感器文献综述
气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测范围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究内容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
生物传感器综述
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生物传感器课程论文 论文题目：生物传感器技术在环境分析 与检测方面的应用研究进展专业: 分析化学 姓名:雷杰 学号：120１5１305２9 指导教师：晋晓勇 时间：２０1５年1０月23日
生物传感器技术在环境分析与检测方面的应用研究进展 摘要：生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。 关键词:生物传感器技术；环境分析检测;
０.前言 生物传感器这门课属于分析化学和生物化学的一门交叉学科，它涉及到生物化学、电化学等多个基础学科。就目前生物传感器研究的历史阶段，它仍然处于十分活跃的研究阶段,生物传感器的研究逐渐变得专业化、微型化、集成化、也有一些生物相容的生物传感器,生物可控和智能化的传感器制成[1]。基于生物传感器的基本结构和性能，从它的选择性,稳定性，灵敏度和传感器系统的集成化发展的特点和趋势,科研人员主要研究生物传感器在医疗、食品工业和环境监测等方面,它的发展对生产生活都有极大影响，尤其是生物传感器专一性好、易操作、设备简单、可现场检测、便携式、测量快速准确、适用范围广,从而深受研究者的青睐。本文主要概述了近三年来生物传感器在环境分析与检测方面的应用研究，从而对以后生物传感器技术的研究有所帮助与借鉴。 1.生物传感器技术 1.1生物传感器的组成及工作原理 生物传感器主要是由生物识别和信号分析两部分组成。生物识别部分是由具有分子识别能力的生物敏感识别元件构成,包括细胞、生物素、酶、抗体及核酸。信号分析部分通常叫换能器。它们的工作原理一般是根据物质电化学、光学、质量、热量、磁性等,物理化学性质将被分析物与生物识别元件之间反应的信号转变成易检测、量化的另一种信号,比如电信号、焚光信号等,再经过信号读取设备的转换过程，最终得到可以对分析物进行定性或定量检测的数据[2]。 生物传感器识别和检测待测物的工作原理:首先,待测物分子与识别元素接触；然后,识别元素把待测物分子从样品中分离出来；接着,转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号;最后，使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换，将输出信号转化为可识别的信号。生物传感器的各个部分包括分析装置、仪器和系统也由此构成。生物传感器中的识别元素决定了传感器的特异性,是生物定性识别的决定因素；识别元素与待测分子的亲合力，以及换能器和检测仪表的精密度，在很大程度上决定了传感器的灵敏度和响应速度。
单片机传感器参考文献
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LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书要点
LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书 1、概述 本说明书注意叙述了LWGQ气体涡轮流量计的标准技术规格、型号及其安装、操作和维修。请在使用前阅读本手册。但在手册中没有叙述用户的不同特点，也未对每一次的技术规格、结构或部件的修改作订正，因为有些修改不会对仪器的功能和操作有影响。 LWGQ气体型涡轮流量传感器（以下简称传感器）是一种精密流量测量仪表，与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量、控制系统。 传感器和输出放大器有多种组合（详见型号规格代码表），该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现积算、传输和控制功能。 2、技术性能 传感器的公称通径、流量范围、流体温度、公称压力、环境温度、相对湿度、最大压力损失见表1，型号、规格代码表见表2。
注：1、法兰连接尺寸按JB/T 81-1994或JB/T 79-1994。 2、有*者为特殊定货 3、结构与工作原理 3.1结构 传感器的结构如图1所示，它主要由壳体、前导向架、叶轮、后导向架、压紧圈和带放大器的磁电感应转换器等组成； 3.2工作原理 当被测流体流经传感器时，传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转，叶轮即周期性地改变磁电感应系统中的磁电阻，使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号，经放大器放大后传送至相应的流量积算仪表，进行流量或总量的测量。 4、外形尺寸及安装 4.1外形尺寸 1、公称通径DN15~25（公称压力PN6.3Mpa 见图2，表3）
2.公称通径DN40~80，在公称压力PN1.6Mpa和PN2.5Mpa时，法兰连接尺寸DN100~200中，带括号者为公称压力PN2.5Mpa的法兰尺寸。DN250，300公称压力PN1.6Mpa。 3.一般出厂产品配公称压力PN1.6Mpa的法兰。 4.2安装 1.安装的场所 传感器应在被测气体的温度为-20~+60℃，环境相对湿度不大于95%的条件下工作。从维护方便角度考虑，应安装在容易拆换和避免配管振动或配管有应力影响的场所。考虑到对放大器的保护，应尽量避免使它受到强的热辐射和放射性的影响。同时，必须避免外界强电磁场对检测线圈的影响，如不能避免时，应在传感器的放大器上加设屏蔽罩，否则干扰将会严重影响显示仪表的工常工作。 2.安装的位置 传感器应水平安装，安装时传感器上的指示流向的箭头应与流体的流动方向相符。 3.配管要点