乙醇气体传感器原理
乙醇C2H6O气体传感器
乙醇C2H6O气体传感器乙醇C2H6O气体传感器特点：★整机体积小,重量轻★高精度,高分辨率,响应迅速快.★上、下限报警值可任意设定，自带零点和目标点校准功能，内置温度补偿，维护方便.★数据恢复功能，免去误操作引起的后顾之忧.★外壳采用特殊材质及工艺，不易磨损，易清洁，长时间使用光亮如新.乙醇C2H6O气体传感器技术参数：★进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，使用寿命长达3年;★采用先进微处理器技术，响应速度快,测量精度高，稳定性和重复性好;★全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性;★半导体纳米工艺超低功耗32位微处量器;★全软件自动校准,传感器多达6级目标点校准功能,保证测量的准确性和线性,并且具有数据恢复功能;★防高浓度气体冲击的自动保护功能乙醇C2H6O气体传感器结构图：乙醇C2H6O气体传感器接线示意图:乙醇C2H6O气体传感器参数工作电压DC5V±1%/DC24±1%波特率9600测量气体乙醇C2H6O气体检测原理电化学采样精度±2%F.S响应时间<30S重复性±1%F.S工作湿度10-95%RH，(无冷凝)工作温度-30～50℃长期漂移≤±1%（F.S/年）存储温度-40～70℃预热时间30S工作电流≤50mA工作气压86kpa-106kpa安装方式7脚拔插式质保期1年输出接口7pIN外壳材质铝合金使用寿命2年外型尺寸(引脚除外)33.5X31 21.5X31测量范围详见选型表输出信号TTL(标配)0.4-2.0VDC(常规)/4-20mA 数字信号格式数据位:8;停止位:1;校验位:无;传感器PIN脚定义图:传感器应用场所：医药科研、学校科研、制药生产车间、烟草公司、环境检测、楼宇建设、消防报警、污水处理、石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、锅炉房、加气站、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、工业气体过程控制、室内空气质量检测、地下燃气管道检修、危险场所安全防护、设备检测等。
呼气式酒精检测仪的五种原理
呼气式酒精检测仪的五种原理呼气式酒精检测仪是酒精测试仪器中最常用的一种，它只需呼入被检测者的气体即可快速检测出酒精含量，被交警等需要检测酒精的部门、行业所使用。
根据工作原理，还可以将呼气式酒精检测仪分为五种类型，下面一起来分别看看吧。
酒精检测仪呼气式酒精检测仪的原理：1、湿化学法其原理是酒精蒸气被酸性高锰酸钾溶液氧化，根据溶液褪色的时问来推测乙醇的浓度，故被称作湿化学法。
呼气中酒精被置于特殊设计的小瓶中的重铬酸钾和硫酸混合物氧化，瓶中的混合剂会从橙色变成绿色，而化学反应产生的电阻变化也会令指针移动，精确标示出呼气中酒精的浓度，并通过微电脑将其换算成血液酒精的浓度。
2、气相色谱法气相色谱是色谱中的一种，就是用气体做为流动相的色谱法，在分离分析方面，具有灵敏度高、速度快、所需式样量少等优点。
但由于设备体积较大不可能广泛使用。
3、电化学方法电化学酒精测试仪又被称作燃料电池型呼气酒精测试仪，它的原理为呼气中酒精被催化剂氧化成氧化碳（或乙醛）和水的过程中释放出化学能，化学能经能量转换器转换之后成电流通过电伏特表，表读值越高，则乙醇浓度越高。
4、红外光谱法它的原理是酒后的红外线吸收光谱显示出明显的吸收波段，通过酒精分子吸收红外线的程度，来确定酒精的含量。
红外光谱型呼气酒精测试仪具有稳定、抗干扰能力强的优点，可以直接作为执法依据，免去了过去需要抽血检的流程。
5、半导体传感器除了以上介绍的几种方法外，还有一种是半导体呼气式酒精测试仪，采用氧化锡半导体作为传感器。
这类半导体器件具有气敏特性，当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低。
半导体测试仪的优点是体积小，价格低廉，缺点是抗干扰能力差。
通常只用在要求不高的场合，如自我检测，或一般性定性检测。
气体传感的机理
气体传感的机理
气体传感器是一种能够将气体成分和浓度等信息转换为电信号的装置。
其工作机理基于气体分子与传感器表面之间的相互作用，主要包括以下几种方式：
1. 物理吸附：气体分子在传感器表面上通过物理吸附作用与传感器发生相互作用。
当气体分子吸附到传感器表面时，会引起传感器表面的电阻、电容、质量等物理性质的变化，从而产生电信号。
2. 化学吸附：气体分子与传感器表面的化学活性物质发生化学反应，形成化学键。
这种化学键的形成会导致传感器表面的电阻、电容、质量等物理性质的变化，从而产生电信号。
3. 催化反应：传感器表面的催化剂可以加速气体分子的化学反应速度，从而提高传感器的灵敏度和响应速度。
当气体分子与催化剂发生反应时，会产生热量、电子等物理量的变化，从而产生电信号。
4. 光学传感：利用气体分子对光的吸收、反射、散射等现象来检测气体成分和浓度。
光学传感器通常使用光谱技术，如红外光谱、拉曼光谱等，来分析气体分子的特征吸收峰或散射峰，从而确定气体成分和浓度。
不同类型的气体传感器使用不同的传感机理，其优点和适用范围也不同。
例如，物理吸附型气体传感器通常具有较高的灵敏度和稳定性，但响应速度较慢；化学吸附型气体传感器响应速度较快，但容易受到环境因素的影响；光学传感器通常具有较高的选择性和准确性，但成本较高。
因此，在实际应用中需要根据具体需求选择合适的气体传感器。
MQ-3酒精传感器设计原理图与其程序
MQ-3酒精传感器设计原理图与其程序MQ-3酒精传感器模块使用说明书简要说明：一、尺寸：32mm X22mm X27mm 长X宽X高二、主要芯片：LM393、ZYMQ-3气体传感器三、工作电压：直流5伏四、特点：1、具有信号输出指示。
2、双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）3、TTL输出有效信号为低电平。
（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）4、模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。
5、对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性。
6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性7、快速的响应恢复特性五、应用：用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测【标注说明】【原理图】【测试方式】1、传感器先预热20秒左右。
2、将传感器放在无被测气体的地方，顺时针调节电位器，调节到指示灯亮，然后逆时针转半圈，调到指示灯不亮，然后接近被测气体，指示灯亮，离开被测气体，指示灯熄灭，就证明传感器是好的！【测试程序】实现功能：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平/**************************************** ****************************汇诚科技实现功能:此版配套测试程序使用芯片：AT89S52晶振：11.0592MHZ波特率：9600编译环境：Keil作者：zhangxinchunleo【声明】此程序仅用于学习与参考，引用请注明版权和作者信息！***************************************** ****************************//**************************************** ****************************说明：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平***************************************** ****************************/#include<reg52.h> //库文件#define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型#define uint unsigned int //宏定义无符号整型/**************************************** ****************************I/O定义***************************************** ****************************/sbit LED=P1^0; //定义单片机P1口的第1位（即P1.0）为指示端sbit DOUT=P2^0; //定义单片机P2口的第1位（即P2.0）为传感器的输入端/********************************************************************延时函数***************************************** ****************************/void delay()//延时程序{uchar m,n,s;for(m=20;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}/**************************************** ****************************主函数***************************************** ****************************/void main(){while(1) //无限循环{LED=1; //熄灭P1.0口灯if(DOUT==0)//当浓度高于设定值时，执行条件函数{delay();//延时抗干扰if(DOUT==0)//确定浓度高于设定值时，执行条件函数{LED=0; //点亮P1.0口灯}}}}/**************************************** ****************************结束***************************************** ****************************/【测试程序】***************************************** ****************************/#include <reg52.h> //头文件#define uchar unsigned char //宏定义无符号字符型#define uint unsigned int //宏定义无符号整型code uchar seg7code[10]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0 x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //显示段码数码管字跟uchar wei[4]={0XEf,0XDf,0XBf,0X7f}; //位的控制端 //位控制码sbit ST=P3^0; //A/D启动转换信号sbit OE=P3^1; //数据输出允许信号sbit EOC=P3^2; //A/D转换结束信号sbit CLK=P3^3; //时钟脉冲uint z,x,c,v,AD0809, date; //定义数据类型/**************************************** **************************延时函数***************************************** *************************/void delay(uchar t){uchar i,j;for(i=0;i<t;i++){for(j=13;j>0;j--);{ ;}}}/**************************************** ******************************数码管动态扫描***************************************** ****************************/void xianshi() //显示函数{uint z,x,c,v;z=date/1000; //求千位x=date%1000/100; //求百位c=date%100/10; //求十位v=date%10; //求个位P2=0XFF;P0=seg7code[z]&0x7f;P2=wei[0];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[x];P2=wei[1];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[c];P2=wei[2];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[v];P2=wei[3];delay(80);P2=0XFF;}/**************************************** *********************************CLK振荡信号***************************************** *********************************/void timer0( ) interrupt 1 //定时器0工作方式1{TH0=(65536-2)/256; //重装计数初值TL0=(65536-2)%256; //重装计数初值CLK=!CLK; //取反}/**************************************** *********************************主函数***************************************** *********************************/void main(){TMOD=0X01; //定时器中断0CLK=0; //脉冲信号初始值为0TH0=(65536-2)/256; //定时时间高八位初值TL0=(65536-2)%256; //定时时间低八位初值EA=1; //开CPU中断ET0=1; //开T/C0中断TR0=1;while(1) //无限循环{ST=0; //使采集信号为低ST=1; //开始数据转换ST=0; //停止数据转换while(!EOC); //等待数据转换完毕OE=1; //允许数据输出信号AD0809=P1; //读取数据OE=0; //关闭数据输出允许信号if(AD0809>=251) //电压显示不能超过5VAD0809=250;date=AD0809*20; //数码管显示的数据值，其中20为采集数据的毫安值xianshi(); //数码管显示函数}}【ADC0809资料】ADC0809中文资料1．主要特性1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。
MQ3酒精传感器设计原理图与其程序
MQ-3 酒精传感器模块使用说明书简要说明：一、尺寸： 32mm X22mm X27mm长X宽X高二、主要芯片： LM393 、ZYMQ-3 气体传感器三、工作电压：直流 5 伏四、特点：1、拥有信号输出指示。
2、双路信号输出〔模拟量输出及TTL 电平输出〕3、TTL 输出有效信号为低电平。
〔当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机〕4、模拟量输出 0~5V 电压，浓度越高电压越高。
5、对乙醇蒸汽拥有很高的矫捷度和优异的选择性。
6、拥有长远的使用寿命和可靠的牢固性7、快速的响应恢复特点五、应用：用于灵巧车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测【注明说明】【原理图】【测试方式】1、传感器先预热20 秒左右。
2、将传感器放在无被测气体的地方，顺时针调治电位器，调治到指示灯亮，尔后逆时针转半圈，调到指示灯不亮，尔后凑近被测气体，指示灯亮，走开被测气体，指示灯熄灭，就证明传感器是好的！【测试程序】实现功能：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO 口输出低电平/********************************************************************汇诚科技实现功能 : 此版配套测试程序使用芯片： AT89S52晶振：波特率： 9600编译环境： Keilzhangxinchunleo【声明】此程序仅用于学习与参照，引用请注明版权和作者信息！*********************************************************************//********************************************************************说明：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平*********************************************************************/#include<reg52.h> // #define uchar unsigned char// #define uint unsigned int //库文件宏定义无符号字符型宏定义无符号整型/********************************************************************I/O定义*********************************************************************/sbit LED=P1^0; sbit DOUT=P2^0; ////定义单片机定义单片机P1 口的第P2 口的第1位〔即1位〔即P1.0 〕为指示端P2.0 〕为传感器的输入端/********************************************************************延时函数*********************************************************************/ void delay()//延时程序{uchar m,n,s;for(m=20;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}/********************************************************************主函数*********************************************************************/ void main(){while(1) //无量循环{LED=1;//熄灭口灯if(DOUT==0)//当浓度高于设定值时，执行条件函数{delay();//延时抗搅乱if(DOUT==0)//确定浓度高于设定值时，执行条件函数{LED=0;//点亮口灯}}}}/********************************************************************结束*********************************************************************/【测试程序】*********************************************************************/#include <reg52.h>//头文件#define uchar unsigned char //宏定义无符号字符型#define uint unsigned int//宏定义无符号整型code uchar seg7code[10]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //显示段码数码管字跟uchar wei[4]={0XEf,0XDf,0XBf,0X7f};//位的控制端//位控制码sbit ST=P3^0;//A/D启动变换信号sbit OE=P3^1;//数据输出赞同信号sbit EOC=P3^2;//A/D变换结束信号sbit CLK=P3^3;//时钟脉冲uint z,x,c,v,AD0809, date;//定义数据种类/******************************************************************延时函数******************************************************************/void delay(uchar t){uchar i,j;for(i=0;i<t;i++){for(j=13;j>0;j--);{ ;}}}/**********************************************************************数码管动向扫描*********************************************************************/ void xianshi() //显示函数{uint z,x,c,v;z=date/1000;//求千位x=date%1000/100;//求百位c=date%100/10;//求十位v=date%10;//求个位P2=0XFF;P0=seg7code[z]&0x7f;P2=wei[0];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[x];P2=wei[1];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[c];P2=wei[2];delay(80);P2=0XFF;P0=seg7code[v];P2=wei[3];delay(80);P2=0XFF;}/*************************************************************************CLK振荡信号**************************************************************************/ void timer0( ) interrupt 1 //准时器0 工作方式 1{TH0=(65536-2)/256;//重装计数初值TL0=(65536-2)%256;//重装计数初值CLK=!CLK;// 取反}/*************************************************************************主函数**************************************************************************/ void main(){TMOD=0X01;//准时器中断 0CLK=0;//脉冲信号初始值为 0TH0=(65536-2)/256;//准时时间高八位初值TL0=(65536-2)%256;//准时时间低八位初值EA=1;//开 CPU中断ET0=1;//开 T/C0 中断TR0=1;while(1)//无量循环{ST=0;// 使采集信号为低ST=1;// 开始数据变换ST=0;// 停止数据变换while(!EOC);// 等待数据变换达成OE=1;// 赞同数据输出信号AD0809=P1;// 读取数据OE=0;// 关闭数据输出赞同信号if(AD0809>=251)// 电压显示不能够高出 5VAD0809=250;date=AD0809*20;// 数码管显示的数据值，其中20 为采集数据的毫安值xianshi();// 数码管显示函数}}【A DC0809 资料】ADC0809中文资料1．主要特点1〕 8 路 8 位 A／ D 变换器，即分辨率8 位。
MQ-3酒精传感器的介绍
2.3.1酒精传感器的介绍酒精传感器MQ-3 的基本原理可简述为将探测到的酒精浓度转换成有用电信号的器件，并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[11]。
MQ-3 型气敏传感器由陶瓷管和二氧化硅敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。
气敏传感器的外观和相应的结构形式如图2.4 所示，它是由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量引脚电极和温度加热器组成[12]。
敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
封装好的气敏元件有六个管脚输出，其中四个用于信号的取出，二个用于提供加热的电流。
图2.4 酒精传感器的外观和相应的结构形式图中①、②、③分别表示MQ-3 乙醇传感器的引脚排列图、引脚功能图、使用接线图。
其中H-H 表示加热极（5V），A-A、B-B 传感器表示敏感元件的两个极，图③中框图中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热的电压。
在工作时，气敏传感器的加热电压选取交流或直流5V 均可。
当其被受热后，加温室环境中的可燃气体浓度迅速增大，传感器的内阻阻值将会迅速降低，利用该特性并结合电路分析中的分压原理，分析便得知Vout 的值将逐渐增大，当超过预设定的阈值时，可产生相应的操作[13]。
经过处理后检测信号由电阻值转变成电压值，就可用于后续电路进行A/D 转换和处理。
传感器的标准回路有两部分组成。
其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面的电阻值变化。
传感器表面电阻Rs 的变化，是通过与其串联的负载电阻R L 上的有效电压信号U RL输出获得的。
二者之间的关系表述为：R S/R L= (V－U RL )/U RL……………………………(2-1)其中，V 为回路电压，电压为10V，负载电阻R L可调为0.5—200KΩ。
负载电阻R L可调，加热电压一般为5V。
MQ-3酒精传感器的介绍
2.3.1酒精传感器的介绍酒精传感器MQ-3 的基本原理可简述为将探测到的酒精浓度转换成有用电信号的器件，并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[11]。
MQ-3 型气敏传感器由陶瓷管和二氧化硅敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。
气敏传感器的外观和相应的结构形式如图 2.4 所示，它是由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量引脚电极和温度加热器组成[12]。
敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
封装好的气敏元件有六个管脚输出，其中四个用于信号的取出，二个用于提供加热的电流。
图2.4 酒精传感器的外观和相应的结构形式图中①、②、③分别表示MQ-3 乙醇传感器的引脚排列图、引脚功能图、使用接线图。
其中H-H 表示加热极（5V），A-A、B-B 传感器表示敏感元件的两个极，图③中框图中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热的电压。
在工作时，气敏传感器的加热电压选取交流或直流5V 均可。
当其被受热后，加温室环境中的可燃气体浓度迅速增大，传感器的内阻阻值将会迅速降低，利用该特性并结合电路分析中的分压原理，分析便得知Vout 的值将逐渐增大，当超过预设定的阈值时，可产生相应的操作[13]。
经过处理后检测信号由电阻值转变成电压值，就可用于后续电路进行A/D 转换和处理。
传感器的标准回路有两部分组成。
其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面的电阻值变化。
传感器表面电阻Rs 的变化，是通过与其串联的负载电阻R L上的有效电压信号U RL输出获得的。
二者之间的关系表述为：R S/R L= (V－U RL )/U RL……………………………(2-1)其中，V 为回路电压，电压为10V，负载电阻R L可调为0.5—200KΩ。
负载电阻R L可调，加热电压一般为5V。
燃料电池式酒精传感器的工作原理及应用
燃料电池式（电化学）酒精传感器的工作原理及应用其工作原理是，含有酒精成分的样气被定量气泵抽入传感器反应气室，每摩尔单位的酒精在工作电极（阳极）上发生氧化反应，同时分别释放出2摩尔单位的H+和电子，H+和电子分别通过电解质层和外电路负载，到达对电极（阴极）对氧气进行还原反应，构成反应物和产物的物质平衡、电荷平衡，有反应释放的电荷流动形成的电流的大小，确定被测样气中酒精的含量。
国内警用酒精测试仪整机所采用电化学酒精传感器应用现状主要有三种类型：1、整支传感器件进口安装于酒精测试仪上面；2、采用进口传感器部分部件（电极部分）配件进口，国内开模具组装，取代进口电化学传感器，或冒充进口电化学传感器进口；3、拥有自主知识产权，完全自主研发生产国产电化学传感器！
目前全球市场主要有以下几个厂商控制：
国外主要电化学酒精传感器主要生产商：
PAS、网址：/electrochemical-fuel-cell-sensors.html
Guth实验室、网址：/
燃料电池传感器、网址：/products.html
Dart、网站：/index.php
ACS、网址：
/index.cfm?pagepath=Products/SENSORS&id=6244国内电化学酒精传感器唯一生产商：/
河南汉威电子股份有限公司，技术来源于中科院长春物理化学应用所联合研制！
电化学传感器通用结构图如下，各个厂商不同有结构少许差异，但是各个结构必然有
上盖
电解质膜催化层
外壳
管针
进气口。