气敏传感器及其种类和相应的气敏元件有哪些?

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的手段,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 0.8~1.15mL/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。

常用气敏传感器的主要有红外气体传感器、接触燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。

红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性,利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律)鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。

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。

热导式气体传感器属于电学类气体传感器,是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或者器件,它能将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号,从而可以进行检测、监控、分析和报警。

电化学气敏传感器一般利用液体(或固体、有机凝胶等)电解质,其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流,也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。

利用SnO 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SnO 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。

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