气敏传感器介绍与运用

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气体传感器的原理及其应用

气体传感器的原理及其应用

气体传感器的原理及其应用随着工业化和城市化的快速发展,空气污染成为了一个全球性的问题。

其中,气体污染是空气污染的重要组成部分。

为了及时了解并控制空气中的气体污染,气体传感器被广泛应用于各种空气质量监测领域。

本文将介绍气体传感器的原理及其应用。

一、气体传感器的原理气体传感器是一种能够检测空气中特定气体成分浓度的传感器。

传感器原理是利用传感器中的传感元件对气体浓度的变化做出反应,并将这种变化转换为电信号输出,最终实现气体监测。

目前气体传感器主要有化学传感器、电化学传感器、红外传感器等。

1、化学传感器化学传感器是一种基于特定化学反应原理的气体传感器。

传感器中的敏感元件与特定气体的反应产生电学性质变化,测出气体浓度。

其中,半导体化学传感器是应用最为广泛的一类。

半导体气体传感器结构简单,价格低廉,且响应速度快、检测范围广,适用于监测多种气体,如二氧化碳、氨气、氧气、二氧化硫等。

但由于其灵敏度和选择性不高,需与其他传感器结合使用以达到更好的检测效果。

2、电化学传感器电化学传感器是一种利用电化学反应原理制备的传感器。

传感器中包裹着特定的电解质材料。

当特定气体进入电解质中,会和电化学反应发生变化,从而改变传感器的电性质。

此类传感器具有高精度、低功耗的优点,适用于监测高浓度气体,如一氧化碳、氯气、硫酸等。

但由于电化学反应涉及多种复杂的化学物质,因此传感器制备难度较高,并且成本也比较高。

3、红外传感器红外传感器是一种基于分子振动能谱原理的气体传感器。

传感器中的敏感元件是一组针对特定气体的红外吸收光栅,当特定气体进入传感器,部分红外光会被吸收,从而改变光栅的透射系数。

此类传感器适用于检测高浓度气体,如二氧化碳、二氧化硫、甲烷、乙烷等。

但与其他传感器相比,红外传感器较为复杂和昂贵。

二、气体传感器的应用气体传感器已经广泛应用于各种空气质量监测领域。

以下是几个典型的应用场景。

1、环境监测气体传感器可以用于测量空气中多种污染物质的含量,例如二氧化碳、二氧化硫、有机污染物等。

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。

《气敏传感器》课件

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相对误差
指传感器测量值与真 实值之间的差距,较 小的相对误差表示传 感器的测量精度较高。
工作温度范围
指传感器能够正常工 作的温度范围,对应 不同应用场景需要选 择适合的工作温度范 围。
响应时间
指传感器从检测到气 体变化到输出检测结 果所需的时间,较短 的响应时间意味着传 感器更加敏捷。
气敏传感器的应用
• 空气质量监测 • 工业制程控制 • 安全监测 • 智能家居
气敏传感器的发展趋势
1 微型化
2 智能化
ห้องสมุดไป่ตู้
随着技术的进步,气敏传感器正在朝着更小、 更集成的趋势发展,以适应日益复杂的应用 场景。
借助人工智能和物联网技术,气敏传感器正 在实现智能化,能够自动分析和判断气体状 况,并提供准确的监测结果。
3 多功能化
《气敏传感器》PPT课件
本课件介绍气敏传感器的原理、分类、制备方法、性能指标、应用和未来发 展趋势,帮助你深入了解这一重要领域。
什么是气敏传感器
气敏传感器是一种可以感知气体成分、浓度或相应的物理性质的装置。通过 检测气体的变化,它可以帮助我们了解环境中的气体状况。
气敏传感器的分类
基于传感材料分类
1 薄膜制备法
通过沉积敏感材料在基底上,形成薄膜结构的制备方法。
2 溶胶凝胶法
将溶胶中的成分凝胶化,制备敏感材料的方法。
3 高压方法
利用高压技术将材料转变为具有特殊结构和性质的制备方法。
气敏传感器的性能指标
灵敏度
指传感器对气体的响 应程度,越高说明相 同浓度的气体变化能 够被传感器更好地捕 捉到。
根据传感器所使用的敏感材 料的不同,可以将气敏传感 器分为多种类型,如金属氧 化物传感器、半导体传感器 等。

气敏传感器的原理与应用

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。

气体传感器的工作原理和应用

气体传感器的工作原理和应用

气体传感器的工作原理和应用气体传感器是一种能够检测、测量和监测环境中气体浓度的设备。

它们被广泛应用于工业生产、室内空气质量监测、生命安全保护等领域。

本文将介绍气体传感器的工作原理以及常见的应用。

一、气体传感器的工作原理气体传感器的工作原理主要基于感测材料与目标气体之间发生的物理或化学反应。

以下是几种常见的气体传感器工作原理:1. 电化学传感器:这种传感器基于电化学反应原理,通过材料与目标气体之间的氧化还原过程来测量气体浓度。

传感器中的感测材料通常是一种电导率较高的金属催化剂,例如铂或钨。

当目标气体与感测材料接触时,发生氧化还原反应,导致电流的变化,从而测量气体浓度。

2. 光学传感器:这种传感器利用光学原理来测量目标气体浓度。

传感器中包含一个光源和一个接收器,光源会发出特定波长的光,当目标气体存在时,光的强度会发生变化。

通过测量光的强度变化,可以得出目标气体的浓度。

3. 热导传感器:这种传感器利用材料的热导率来测量目标气体浓度。

传感器中包含一个热电偶和一个加热器,热电偶通过测量目标气体对加热器产生的影响来测量气体浓度。

当目标气体存在时,热导率会发生变化,从而导致热电偶输出的电压发生变化。

二、气体传感器的应用气体传感器在许多领域都有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域:1. 工业生产:气体传感器在工业生产过程中起到了至关重要的作用。

例如,在化工厂中,气体传感器可以检测有毒气体的泄漏,及时采取措施保障工人的安全。

在煤气行业,气体传感器可以监测燃气的浓度,避免燃气泄漏引发火灾或爆炸。

2. 室内空气质量监测:随着人们对室内空气质量的关注度增加,气体传感器在室内环境监测中得到了广泛应用。

它们可以检测一氧化碳、二氧化碳、甲醛等污染物的浓度,帮助人们提高室内空气质量,保障健康。

3. 环境监测:气体传感器用于监测大气中的气体浓度,例如二氧化碳、二氧化硫、氨气等。

这对于环境保护和预防空气污染非常重要。

气体传感器还可以用于监测厨房、垃圾处理场等地方产生的臭味,及时采取措施减少环境污染。

第10章 气敏传感器及其应用

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。

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检测技术大作业机械工程学院2013 届题目气敏传感器介绍与应用学生姓名X X 学号200901XXXXXX 专业机械设计制造及其自动化得分任课老师X X摘要:气敏传感器是一种检测特定气体的传感器,用来检测气体类别、浓度和成分。

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。

关键词:电阻型非电阻型有毒气体保护环境保证安全ABSTRACT:Gas sensitive sensor is a kind of special gas detection, for the concentration and composition of gas detection, classification. It consists of semiconductor gas sensor, contact combustion type gas sensor and electrochemical gas sensors, which are used most semiconductor gas sensor.Keywords:Resistance type Non resistance Toxic gases Protect environment Ensure safety一、气敏传感器的现状国外,目前应用最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器,已普及应用于气体泄漏检测和监控,从工厂企业到居民家庭,应用十分广泛。

仅以用于安全保护家用燃气泄漏报警器为例,日本早在1980年1月开始实行安装城市煤气、液化石油气报警器法规,1986年5月日本通产省又实施了安全器具普及促进基本方针。

美国目前已有6个州立法,规定家庭、公寓等都要安装CO报警器。

报警器种类也相当繁多,有用于一般家庭、集体住宅、饮食餐店、医院、学校、工厂的各种气体报警器和系统,有单体分离型报警器、外部报警系统、集中监视系统、遮断连动系统、防止中毒报警防护系统等。

结构型式有袖珍型便携式、手推式、固定式报警等;工业用固定式报警又有壁挂式、台放式、单台监控式、多路巡检式等。

气体检测技术与计算机技术相结合,实现了智能化、多功能化。

美国工业科学公司(ISC)一台携带式气体监控仪可实现4种气体监测,采用了统一的软件,只需要换气敏传感器,即可实现对特定气体监测。

美国国际传感器技术(IST)公司应用一种“MegaCas"传感器和微程序控制单元,可检测100种以上毒性气体和可燃性气体,通过其“气体检索”功能扫描,能很快确定是哪一种气体。

国内,气敏元件传感器作为新型敏感元件传感器在国家列为重点支持发展的情况下,国内已有一定的基础。

其现状是:烧结型气敏元件仍是生产的主流,占总量90%以上;接触燃绕式气敏元件已具备了生产基础和能力;电化学气敏传感器有了试制产品;在工艺方面引入了表面掺杂、表面覆膜以及制作表面催化反应层和修隔离层等工艺,使烧结型元件由广谱性气敏发展成选择性气敏;在结构方面研制了补偿复合结构、组合差动结构以及集成化阵列结构;在气敏材料方面SnO2和Fe2O3材料已用于批量生产气敏元件,新研究开发的Al2O3气敏材料、石英晶体和有机半导体等也开始用于气敏材料;低功耗气敏元件(如一氧化碳,甲烷等气敏元件)已从产品研究进入中试;国内气敏元件传感器产量已超过“九五”初期的400万支。

产量超过20万支的主要厂家有5家,黑龙江敏感集团、太原电子厂、云南春光器材厂、天津费加罗公司(合资)、北京电子管厂(特种电器厂),其中前四家都超过100万支,据行业协会统计,1998年全国气敏元件总产量已超过600万支。

总的看来,我国气敏元件传感器及其应用技术有了较快进展,但与国外先进水平仍有较大的差距,主要是产品制造技术、产业化及应用等方面的差距,与日本比较仍要落后10年。

二、气敏传感器的发展气敏传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展目前,气敏传感器的发展趋势集中表现为:一是提高灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,缩小尺寸,简化电路,与应用整机相结合,这也是气敏传感器一直追求的目标。

如日本费加罗公司推出了检测(0.1~10)×10-6硫化氢低功耗气敏传感器,美国IST提供了寿命达10年以上的气敏传感器,美国FirstAlert公司推出了生物模拟型(光化反应型)低功耗CO气敏传感器等。

二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MEMS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器。

如美国GeneralMonitors公司在传感器中嵌入微处理器,使气敏传感器具有控制校准和监视故障状况功能,实现了智能化;还有前已涉及的美国IST公司的具有微处理器的“MegaGas”传感器实现了智能化、多功能化。

国外,气敏传感器发展很快,一方面是由于人们安全意识很强,对环境安全性和生活舒适性要求极高;另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动。

因此,国外气敏传感器技术得到了较快发展。

据有关数据统计,美国近年气敏传感器年均增长率为(27~30)%。

在微电子和微机械迅速发展的基础上,发展新型传感器工艺,基于MEMS 的新型微结构气敏传感器,主要有硅基微结构气敏传感器和硅微结构气敏传感器。

硅基微结构气敏传感器是衬底为硅,敏感层为非硅材料的微结构气敏传感器。

主要有金属氧化物半导体、固体电解质型、电容型、谐振器型。

硅微结构:主要是金属氧化物-半导体-场效应管(MOSFET)型和钯金属-绝缘体-半导体(MIS)二极管型。

MEMS 技术将传感器与IC 电路集成一起,而且精度高、体积小、质量轻功耗低、选择性高、稳定型高,同种器件之间的互换型高,可以批量生产。

所以是传感器工艺的发展方向,而且基本所有的传感器都可以用MEMS 技术生产。

随着MEMS 技术和纳米技术的发展,将会给气敏传感器的发展提供更广阔的的前景。

同时实现传感器陈列,也就是电子鼻集成成为可能,并将有很大的发展空间,给传感器带来新的发展空间。

国内,气敏传感器发展应以市场为导向,以国民经济现代化需求和人民生命财产安全服务为目标,以新型气敏元件传感器开发和大量需求的气敏元件传感器专业化大生产为重点,搞好推广普及和应用,发展和完善气敏元件传感器、变送器、报警器和应用装置系统等气敏综合应用技术,组建有竞争力的企业集团,开发有自己知识产权的产品,推动我国气敏技术跨上一个新台阶。

在具备条件的企业或企业集团建立技术中心,配备先进开发手段;产品工艺方面,重点解决厚膜、电化学和集成工艺技术,发展MEMS技术;主要产品质量达到世界同期先进水平;开发具有知识产权的新产品,如常温低功耗(电池供电)气敏传感器,新型环境气敏传感器等。

三、几种常见气敏传感器的研究进展1.CO 传感器和最新敏感材料对CO气体检测的适用方法有比色法、半导体法、红外吸收探测法、电化学气敏传感器检测法等。

比色法是根据CO气体是还原性气体,能使氧化物发生反应,因而使化合物颜色改变,通过颜色变化来测定气体的浓度,这种传感器的主要优点是没有电功耗。

半导体CO传感器,通过溶胶-凝胶法获得SnO2基材料,在基材料中掺杂金属催化剂来测定气体。

现国外有研究对SnO2基材料中掺杂Pt、Pd、Au等,并发现当传感器工作在220℃时,在SnO2中掺杂2%的Pt时,传感器对CO具有最大的敏感度。

由于气敏传感器的交叉感应,使得CO传感器对很多气体如H2、CO2、H2O等都有感应,但是采用上面的方法使得对其他气体的敏感度下降很多。

CO电化学气敏传感器敏感电极如常用的金属材料电化学电极有Pt、Au、W、Ag、Ir、Cu等过渡金属元素,这类元素具有空余的d、f电子轨道和多余的d、f 电子,可在氧化还原的过程中提供电子空位或电子,也可以形成络合物,具有较强的催化能力。

又研制了一种新型的CO电化学式气敏传感器,即把多壁碳纳米管自组装到铂微电极上,制备多壁碳纳米管粉末微电极,以其为工作电极,Ag/AgCl为参比电极,Pt丝为对比电极,多孔聚四氟乙烯膜作为透气膜制成传感器,对CO具有显著的电化学催化效应,其响应时间短,重复性好。

利用CO气体近红外吸收机理,研究了一种光谱吸收型光纤CO气敏传感器,该仪器检测灵敏度可达到0.2×10-6。

另一种光学型传感器是用溶胶—凝胶盐酸催化法和超声制得SiO2 薄膜,将薄膜浸入氯化钯、氯化铜混合溶液,匀速提拉,干燥后制得敏感膜,利用钯盐与CO反应,生成钯单质,引起吸光度变化。

现知国外有研究,采用超频率音响增强电镀铁酸盐方法获得磁敏感膜,磁饱和度和矫顽磁力决定对气体的响应敏感度。

当温度加热到85℃时,得到最大响应,检测范围333ppm~5000ppm。

2.CO2 传感器和最新敏感材料目前人们已经研究开发出了红外线吸收法、电化学式、热传导式、电容式及固体电介质CO2传感器及检测仪,其中红外线吸收法和色谱法方法与CO基本相似。

固体电解质CO2气敏传感器是由Gauthier提出的。

初期用K2CO3固体电解质制备的电位型CO2传感器,受共存水蒸气影响很大,难以实用;后来有人利用稳定化锆酸盐ZrO2-MgO设计一种CO2敏感传感器,LaF3单晶与金属碳酸盐相结合制成的CO2传感器具有良好的气敏特性,在此基础上有人提出利用稳定化锆酸盐/碳酸盐相结合成的传感器。

1990年日本山添等人采用NASICON(Na+超导体)固体电解质和二元碳酸盐(BaCO3 Na2CO3)电极,使传感器响应特性有了大的改进。

但是,这类电位型的固态CO2传感器需要在高温(400~600℃)下工作,且只适宜于检测低浓度CO2,应用范围受到限制。

现有采用聚丙烯腈(PAN )、二甲亚砜(DM SO)和高氯酸四丁基铵(TBA P)制备了一种新型固体聚合物电解质。

以恰当用量配比PAN(DM SO)2(TBA P)2聚合物电解质呈有高达10- 4S·cm- 1的室温离子电导率和好的空间网状多孔结构,由其在金微电极上成膜构成的全固态电化学体系,在常温下对CO2气体有良好的电流响应特性,消除了传统电化学传感器因电解液渗漏或干涸带来的弊端,又具有体积小、使用方便的独到优点。

电容式传感器是利用金属氧化物一般比其碳酸盐的介电常数要大,利用电容的变化来检测CO2。

报道采用溶胶—凝胶法,以醋酸钡和钛酸丁脂为原材料,乙醇和醋酸为溶剂制备了BaTiO3纳米晶材料。

采用这种纳米晶材料为基体,制备电容式CO2气敏传感器。

光纤CO2传感器利用CO2与水结合后,生成的碳酸酸性很弱,其酸性的检测多采用灵敏度较高的荧光法,如杨荣华等人研制的基于荧光碎灭原理的固定有叶琳的聚氯乙烯敏感膜,其原理是利用环糊精对叶琳的荧光增强效应,且该荧光能被溶液中二氧化碳碎灭,该膜响应速度快、重现性好、抗干扰能力强,测定碳酸的范围达到了4.75×10-7~3.90×10-5mol/L,这对化学传感器来说是一个较好的性能指标。

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