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气体传感器有哪些分类及作用

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人气:-发表时间:2020-09-23 17:17【

气体传感器可以实时检测和分析各种气体,具有灵敏度高、响应时间短的优点;随着微电子、微加工技术、自动化和智能化技术的快速发展,气体传感器变得更小、更便宜、更易于使用,因此在军事、医疗、交通、环保、质检、防伪、家居等领域得到了广泛应用。下面小编带大家简单了解一下气体传感器有哪些分类及作用。

1 半导体气体传感器


半导体气体传感器分为金属氧化物半导体气体传感器和有机半导体气体传感器。


(1)金属氧化物半导体气体传感器


金属氧化物半导体传感器又可分为电阻式和非电阻式两种。


(2)电阻式金属氧化物半导体传感器


采用薄膜技术和集成电路技术把加热元件、温度传感器、叉指电极、气体敏感膜集成在硅寸底上制成了比常规的多晶膜高的多得的气敏元件,并且结构简单、制作方便,可以根据被测气体选择不同的敏感膜,使得该类传感器成为很有发展前景的新型半导体气体传感器


(3)非电阻式金属氧化物半导体气体传感器


采用YSZ作MOS场效应晶体管的栅极,Pt作金属栅可制成氧气敏场效应管型气体传感器


(4)有机半导体气体传感器


有机半导体材料由于其易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉,易与微结构传感器相结合, 并且可以根据功能需要进行分子设计和合成等诸多优点越来越受到国内外研究人员的重视。


2 固体电解质气体传感器


这种传感器在一定温度下电导率高、灵敏度和选择性好,所以在冶金石化、能源环保和宇航交通等各领域均得到了广泛的应用。该类传感器的特点是气敏材料中吸附待测气体派生的离子与电解质中的移动离子相同,原理简单。


3 接触燃烧式气体传感器


该种气体传感器的优点是对气体选择性好,受温度和湿度影响小,响应快,已经被广泛应用在石油化工厂、矿井、浴室和厨房等处。


4 光学式气体传感器


光学式气体传感器主要以光谱吸收型为主。原理是:不同的气体物质由于其分子结构不同、浓度不同和能量分布的差异而有各自不同的吸收光谱。光学式气体传感器还包括荧光型、光纤化学材料型等类型。


5 石英谐振式气体传感器


石英谐振式气敏元件由石英基片、金电极和支架三部分组成。该传感器结构简单、灵敏高,但只能使用在室温下工作的气体敏感膜。


6 表面声波气体传感器


表面声波气体传感器发展的历史很短,可谓是后起之秀。尽管在实用化方面还存在许多问题,但它符合信号系统数字化、集成化、高精度的方向,因此倍受世界上许多国家的高度重视。目前研究的该类气体传感器大多采用有机膜来做气敏材料,主要有聚异丁烯、氟聚多元醇等


7 气体传感器的发展方向


气体传感器的智能化生产和生活日新月异的发展对气体传感器提出了更高的要求,气体传感器智能化是其发展的必由之路。智能气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术、模糊理论等多学科综合技术的基础上得到发展。