学习单元一气敏传感器如图7-5所示为酒精检测仪它虽然可以通过添加各种催化剂及助催化剂在一定程度上改变其主要气敏对象,却很难消除对其他还原性气体的共同响应,并且它的信号响应线性范围很窄,因此一般只能用于定性及半定量范图7-5酒精检测仪围的气体监测
学习单元一 气敏传感器 如图7-5所示为酒精检测仪。 它虽然可以通过添加各种催化剂 及助催化剂在一定程度上改变其 主要气敏对象,却很难消除对其 他还原性气体的共同响应,并且 它的信号响应线性范围很窄,因 此一般只能用于定性及半定量范 围的气体监测。 图7-5 酒精检测仪
学习单元一气敏传感器二半导体气敏传感器半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。当半导体器件被加热到稳定状态,在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在表面物性自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。当半导体的逸出功小于吸附分子的亲和力(气体的吸附和渗透特性)时,吸附分子将从器件夺得电子而变成负离子吸附,半导体表面呈现电荷层。如果半导体的逸出功大于吸附分子的离散能,吸附分子将向器件释放出电子而形成正离子吸附。具有正离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物和醇类,它们被称为还原型气体或电子供给型气体
学习单元一 气敏传感器 二、 半导体气敏传感器 半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导 致敏感元件阻值变化而制成的。当半导体器件被加热到稳定状态, 在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在表面物性 自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分 子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。当半导体的逸出功小 于吸附分子的亲和力(气体的吸附和渗透特性)时,吸附分子将从 器件夺得电子而变成负离子吸附,半导体表面呈现电荷层。如果半 导体的逸出功大于吸附分子的离散能,吸附分子将向器件释放出电 子而形成正离子吸附。具有正离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳 氢化合物和醇类,它们被称为还原型气体或电子供给型气体
学习单元一气敏传感器响应时间1min以内当氧化型气体吸附到N型半导稳定氧化型体上,还原型气体吸附到P型半导100状态器件加热器体上时,半导体的载流子减少,电50阻值增大。当还原型气体吸附到N还原型0型半导体上,氧化型气体吸附到P024型半导体上时,半导体的载流子增吸气时大气中多,电阻值下降。图7-6所示为N时间/min型半导体气敏传感器吸附被测气体图7-6N型半导体气敏传感器吸时的电阻变化曲线附被测气体时的电阻变化曲线
学习单元一 气敏传感器 当氧化型气体吸附到N型半导 体上,还原型气体吸附到P型半导 体上时,半导体的载流子减少,电 阻值增大。当还原型气体吸附到N 型半导体上,氧化型气体吸附到P 型半导体上时,半导体的载流子增 多,电阻值下降。图7-6所示为N 型半导体气敏传感器吸附被测气体 时的电阻变化曲线。 图7-6 N型半导体气敏传感器吸 附被测气体时的电阻变化曲线
学习单元一气敏传感器半导体气敏传感器一般由三部分组成:气敏元件、加热器和外壳。半导体气敏传感器按其结构可分为烧结型薄膜型和厚膜型,如图7-7所示。6.5mm半导体0.5mm引线电极半导体电极l19'0绝缘基片氧化铝基片半导体铂电极加热器152加热器3mm玻璃引线(a)烧结型(b)薄膜型(c)厚膜型图7-7半导体气敏元件
学习单元一 气敏传感器 半导体气敏传感器一般由三部分组成:气敏元件、加 热器和外壳。半导体气敏传感器按其结构可分为烧结型、 薄膜型和厚膜型,如图7-7所示。 图7-7 半导体气敏元件
学习单元一气敏传感器图7-7(a)所示为烧结型气敏元件,它以多孔质陶瓷(如SnO2)为基材,添加不同物质,采用低温(700~900℃)制陶方法进行烧结。烧结时埋入铂电极和加热丝,最后将电极和加热丝引线焊在管座上制成元件。由于制作简单,它是一种最普通的结构形式,主要用于检测还原性气体、可燃性气体和液体蒸气。但由于烧结不充分,器件的机械强度较差,且所用电极材料较贵重,电特性误差较大,因此应用受到一定的限制
学习单元一 气敏传感器 图7-7(a)所示为烧结型气敏元件,它以多孔质陶 瓷(如SnO2)为基材,添加不同物质,采用低温( 700~900 ℃)制陶方法进行烧结。烧结时埋入铂电极 和加热丝,最后将电极和加热丝引线焊在管座上制成 元件。由于制作简单,它是一种最普通的结构形式, 主要用于检测还原性气体、可燃性气体和液体蒸气。 但由于烧结不充分,器件的机械强度较差,且所用电 极材料较贵重,电特性误差较大,因此应用受到一定 的限制