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气体传感器论文:浅谈气体传感器及其发展方向

气体传感器论文:浅谈气体传感器及其发展方向

气体传感器论文:浅谈气体传感器及其发展方向【摘要】本文对气体传感器的种类、原理作了简单的介绍,并介绍了气体传感器技术的发展现状。

【关键词】气体传感器;分类;半导体气体传感器随着近代工业的进步,特别是石油、化工、煤炭、汽车等工业部门的迅速发展,使人类的生活以及社会活动都发生了相应的变化。

被人们所利用的和在生活、工业上排放出的气体种类、数量都日益增多。

这些气体中,许多都是易燃、易爆或者对于人体有毒害的(。

它们如果泄漏到空气中,就会污染环境、影响生态平衡,甚至导致爆炸、火灾、中毒等灾害性事故。

为了保护人类赖以生存的自然环境,防止不幸事故的发生,需要对各种有害、可燃性气体在环境中存在的情况进行有效的监控。

气体敏感元件就是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或者器件。

气体传感器能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号(电流或者电压)。

根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中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电子计算机或者微处理机组成自动检测、控制和报警系统。

气体传感器是化学传感器的一大种类,从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准。

目前,在分类标准的问题上还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。

1 主要原理及分类通常以气敏特性来分类,主要可分为:半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器等。

1.1 半导体气体传感器半导体气体传感器是以金属氧化物半导体为基础材料。

当被测气体在该半导体表面吸附后,引起其电学特性(例如电导率)发生变化。

利用这种现象,制造成的各种半导体气敏元件,根据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。

电阻式半导体气体传感器主要是指半导体-金属氧化物-陶瓷气体传感器,是一种用金属氧化物薄膜(如sno2,zno fe2o3,tio2等)制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。

气体检测技术文献综述

气体检测技术文献综述

气体传感器-----文献综述气体传感器文献综述指导老师:胡赤鹰ndang/'word文档控制科学与工程学系自动化0701班林增辉 3061101271一、背景介绍目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会的关注。

环境问题已经成了重大的民生问题,成为影响人民生活幸福感的重要因素。

在一些地方,环境问题已经严重威胁到群众健康。

环境监测是解决环境问题的基础性工作,其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。

气体检测是环境检测的重要部分,国内各大城市都相继建立了空气质量检测机构,通过电视、互联网等媒体及时向社会发布当地空气质量状况。

而一些特殊的工作场所,如化工厂、煤矿、垃圾处理场,对气体的检测有着更高的要求。

由于气体的不可见性(大部分气体为无色)和扩散性,气体传感器是气体检测最基础的部分。

气体传感器的研究成果,直接影响到气体检测技术的发展。

国内外研究现状2.1 气体检测仪表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最基础的部分。

气体检测仪表的工作原理是根据混合气体中待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别;或待测组分在特定环境中表现出来的物理、化学性质的不同来检测待测组分的含量。

因此,气体成分的分析方法基本上都是基于物理式、化学式和物理化学式等原理。

2.2 气体传感器气体传感器是传感技术中的重要组成部分,能将气体特定成分检测出来,并将其转成适当信号,若与微机结合进行在线监控,会大大提高分析速度和准确度。

自1962年日本研制出第一种可燃性气体传感器之后,气体传感器从理论到应用均得到迅速发展,已广泛应用在各个领域。

历次国际性传感器会议中与气体有关的传感器均为重要内容之一。

我国有关传感器技术方面的会议召开过多次气体传感器方面报告均占30%以上,多着达40%,气敏元件和气体传感器已成为传感技术中的独立分支。

光纤气体传感器专利技术综述

光纤气体传感器专利技术综述

光纤气体传感器专利技术综述摘要:本文立足于专利文献,对光纤气体传感器的专利申请进行了梳理,分析了光纤气体传感器专利技术的申请趋势和关键技术的发展历程,有助于技术人员了解技术的发展脉络及相关技术的分布。

关键词:光纤,气体,传感器,专利分析Summary of Patent Technology for Fiber Gas SensorLi Weiwei Wu Shanshan1 Li Zhan Yuan Li(Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office, CNIPA, Zhengzhou Henan 450018)Abstracts: From the perspective of the patent, this paper combs the patent applications of optical fiber gas sensor, and analyses the application trends and development history of key technologies of fiber gas sensing patent technology. It helps technicians to learn the development of the technology and the relevant technical distribution in the field.Key words: fiber; gas; sensor; patent analysis一、引言随着工业发展、人口增加、森林砍伐等原因,空气中有毒有害气体的含量不断上升,而人们对生态环境的变化越来越关注,因此对各种污染气体进行实时监测具有重要的现实意义。

光纤气体传感器是把气体中的特定成分检测出来,并转换成电信号的器件,从很早就进入人们的视线,将其用来对有毒、有害气体的探测,可安全地用于易燃易爆或其他恶劣环境的气体检测。

气体传感器文献综述

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107551600545Word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]。

气体传感器综述

气体传感器综述

光纤气体传感器综述摘要综述了气体传感器的基本种类,论述了国内外各类气体传感器的工作原理、特点及发展状况。

关键词传感器检测气体光纤传感器是将某种信号,按一定规律转换成另一种信号的器件和装置。

传感技术是获取信息的工具。

这是一项迅速发展的高技术,是构成现代信息技术的主要技术之一,是检测原理、材料科学、工艺加工三要素的最佳结合。

在发达国家,传感技术被列为核心技术之一。

气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来,并转换成电信号的器件,人们很早就开始了气体传感器的研究,将其用来对有毒、有害气体的探测,对易爆、易燃气体的安全报警。

对人类生产生活中所需了解的气体进行检测、分析研究等,使得它在工业生产和日常生活中起到耳目的作用。

光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。

由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质,如光纤传输信息时能量损耗很小,给远距离遥测带来很大方便。

光纤材料性能稳定,不受电磁场干扰,在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变.所以光纤传感器从问世到如今,一直都在飞速发展。

各种新思路、新结构、新工艺的光纤传感器,如雨后春笋,不胜枚举。

这里我们仅就光纤气体传感器进行讨论。

1 气体传感器现状有关资料表明,1992年中国的气体传感器产量为50万,而1990年、1991年分别为200万和近400万,世界的气体传感器需求量也逐年增加。

气体传感器是利用被测气体的物理化学性质来检测气体的,分为物理性和化学性两种。

物理性的传感器是通过电流、电导、光的折射率等物理量的变化来检测的;而化学性传感器是通过化学反应、电化学反映引起物理量的变化来检测的。

2 气体传感器分类2.1 半导体气体传感器半导体气体传感器是利用气敏元件同气体接触,使半导体性质变化,以此来检测特定气体的成分或浓度。

优点是在低浓度区(300)仍对可燃性气体和某些毒性气体(甲烷)有较高灵敏度;体积小,结构简单,成本低,使用方便 [1]。

光纤气体传感器综述

光纤气体传感器综述

光纤气体传感器综述光纤气体传感器是一种基于光学原理的传感器,它通过光纤的传输特性来检测气体的浓度、压力、温度等参数。

相比传统的电气传感器,光纤气体传感器具有更高的灵敏度、更广的测量范围和更好的抗干扰能力,因此在环境监测、工业生产、医疗诊断等领域得到了广泛应用。

光纤气体传感器的工作原理是利用光纤的传输特性来检测气体的浓度、压力、温度等参数。

当光线通过光纤时,会受到气体的吸收和散射,从而改变光线的强度和频率。

通过测量光线的强度和频率变化,就可以确定气体的浓度、压力、温度等参数。

光纤气体传感器的优点主要有以下几点:1. 高灵敏度:光纤气体传感器可以检测非常微小的气体浓度变化,因此具有非常高的灵敏度。

2. 宽测量范围:光纤气体传感器可以测量非常广泛的气体浓度范围,从几个ppm到几百ppm甚至更高。

3. 抗干扰能力强:光纤气体传感器可以抵抗电磁干扰、温度变化、湿度变化等干扰因素,因此具有非常好的抗干扰能力。

4. 可靠性高:光纤气体传感器具有非常高的可靠性和稳定性,可以长期稳定地工作。

5. 体积小、重量轻:光纤气体传感器体积小、重量轻,可以方便地集成到各种设备中。

光纤气体传感器的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 环境监测:光纤气体传感器可以用于检测空气中的有害气体浓度,如二氧化碳、一氧化碳、甲醛等,可以用于室内空气质量监测、工业废气排放监测等。

2. 工业生产:光纤气体传感器可以用于检测工业生产过程中的气体浓度、压力、温度等参数,可以用于化工、石油、冶金等行业的生产过程监测。

3. 医疗诊断:光纤气体传感器可以用于检测人体呼出气体中的成分,可以用于呼吸道疾病的诊断、肺癌的早期筛查等。

4. 安防监控:光纤气体传感器可以用于检测燃气泄漏、火灾等安全隐患,可以用于建筑物、地铁、隧道等场所的安防监控。

总之,光纤气体传感器具有非常广泛的应用前景,可以为环境保护、工业生产、医疗诊断、安防监控等领域提供有效的解决方案。

光纤气体传感器综述

光纤气体传感器综述

光纤气体传感器综述随着科技的发展和应用的需求,气体传感器在环境监测、工业生产、医疗诊断等领域起着至关重要的作用。

而光纤气体传感器作为一种新兴的传感技术,在气体检测领域具有广泛的应用前景。

本文将对光纤气体传感器的原理、优势和应用进行综述。

一、光纤气体传感器的原理光纤气体传感器利用光纤的特性进行气体检测,其原理可以分为两种类型:吸收型和散射型。

吸收型光纤气体传感器是利用气体分子对特定波长光的吸收特性来检测气体浓度的变化。

当光纤传输的光束经过被测气体时,气体分子会吸收特定波长的光,使光强发生变化。

通过测量吸收光的强度变化,可以得到气体的浓度信息。

散射型光纤气体传感器则是利用气体分子对光的散射作用来检测气体浓度的变化。

当光纤传输的光束经过被测气体时,气体分子会散射部分光线,使光强发生变化。

通过测量散射光的强度变化,可以得到气体的浓度信息。

二、光纤气体传感器的优势与传统的气体传感器相比,光纤气体传感器具有以下优势:1. 高灵敏度:光纤气体传感器能够实现对微小浓度变化的检测,具有很高的灵敏度。

2. 快速响应:光纤气体传感器采用光学信号传输,传感器与检测器之间无需电信号传输,具有快速响应的特点。

3. 高稳定性:光纤传感器不受电磁干扰,具有较高的稳定性和可靠性。

4. 多通道检测:光纤气体传感器可以通过增加光纤传感器的通道数量,实现对多种气体的同时检测。

5. 长距离传输:光纤传感器可以实现远距离的信号传输,适用于需要长距离信号传输的场景。

三、光纤气体传感器的应用光纤气体传感器在环境监测、工业生产、医疗诊断等领域具有广泛的应用。

1. 环境监测:光纤气体传感器可以用于大气污染物、有害气体等环境因素的监测与检测,为环境保护提供重要依据。

2. 工业生产:光纤气体传感器可以用于工业生产中有害气体的检测与控制,保障工作场所的安全。

3. 医疗诊断:光纤气体传感器可以用于医疗诊断中气体浓度的监测,如呼吸氧浓度、麻醉剂浓度等,为医疗人员提供可靠的数据支持。

传感器综述类论文范文

传感器综述类论文范文

传感器论文1 微型化(Micro)为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。

1.1 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。

对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。

MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。

经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。

在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。

目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。

1.2 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等 2 智能化(Smart)智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。

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