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氣體傳感器有哪些分類及作用

發(fā)布時間:2023-05-11 18:00:28人氣:

氣體傳感器可以實時檢測和分析各種氣體,具有靈敏度高、響應(yīng)時間短的優(yōu)點;隨著微電子、微加工技術(shù)、自動化和智能化技術(shù)的快速發(fā)展,氣體傳感器變得更小、更便宜、更易于使用,因此在軍事、醫(yī)療、交通、環(huán)保、質(zhì)檢、防偽、家居等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。下面小編帶大家簡單了解一下氣體傳感器有哪些分類及作用。


1 半導(dǎo)體氣體傳感器


半導(dǎo)體氣體傳感器分為金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器和有機半導(dǎo)體氣體傳感器。


(1)金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器


金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器又可分為電阻式和非電阻式兩種。


(2)電阻式金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器


采用薄膜技術(shù)和集成電路技術(shù)把加熱元件、溫度傳感器、叉指電極、氣體敏感膜集成在硅寸底上制成了比常規(guī)的多晶膜高的多得的氣敏元件,并且結(jié)構(gòu)簡單、制作方便,可以根據(jù)被測氣體選擇不同的敏感膜,使得該類傳感器成為很有發(fā)展前景的新型半導(dǎo)體氣體傳感器


(3)非電阻式金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器


采用YSZ作MOS場效應(yīng)晶體管的柵極,Pt作金屬柵可制成氧氣敏場效應(yīng)管型氣體傳感器


(4)有機半導(dǎo)體氣體傳感器


有機半導(dǎo)體材料由于其易操作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉,易與微結(jié)構(gòu)傳感器相結(jié)合, 并且可以根據(jù)功能需要進(jìn)行分子設(shè)計和合成等諸多優(yōu)點越來越受到國內(nèi)外研究人員的重視。



2 固體電解質(zhì)氣體傳感器


這種傳感器在一定溫度下電導(dǎo)率高、靈敏度和選擇性好,所以在冶金石化、能源環(huán)保和宇航交通等各領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。該類傳感器的特點是氣敏材料中吸附待測氣體派生的離子與電解質(zhì)中的移動離子相同,原理簡單。


3 接觸燃燒式氣體傳感器


該種氣體傳感器的優(yōu)點是對氣體選擇性好,受溫度和濕度影響小,響應(yīng)快,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在石油化工廠、礦井、浴室和廚房等處。


4 光學(xué)式氣體傳感器


光學(xué)式氣體傳感器主要以光譜吸收型為主。原理是:不同的氣體物質(zhì)由于其分子結(jié)構(gòu)不同、濃度不同和能量分布的差異而有各自不同的吸收光譜。光學(xué)式氣體傳感器還包括熒光型、光纖化學(xué)材料型等類型。


5 石英諧振式氣體傳感器


石英諧振式氣敏元件由石英基片、金電極和支架三部分組成。該傳感器結(jié)構(gòu)簡單、靈敏高,但只能使用在室溫下工作的氣體敏感膜。


6 表面聲波氣體傳感器


表面聲波氣體傳感器發(fā)展的歷史很短,可謂是后起之秀。盡管在實用化方面還存在許多問題,但它符合信號系統(tǒng)數(shù)字化、集成化、高精度的方向,因此倍受世界上許多國家的高度重視。目前研究的該類氣體傳感器大多采用有機膜來做氣敏材料,主要有聚異丁烯、氟聚多元醇等


7 氣體傳感器的發(fā)展方向


氣體傳感器的智能化生產(chǎn)和生活日新月異的發(fā)展對氣體傳感器提出了更高的要求,氣體傳感器智能化是其發(fā)展的必由之路。智能氣體傳感器將在充分利用微機械與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、電路與系統(tǒng)、傳感技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊理論等多學(xué)科綜合技術(shù)的基礎(chǔ)上得到發(fā)展。


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