【传感器干货】一文了解气体传感器的分类及优缺点

2024-08-22 13:50:13 811

气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。

#气体传感器#主要用于针对某种特定气体进行检测,测量该气体在传感器附近是否存在,或在传感器附近空气中的含量。

近年来,随着互联网与物联网的高速发展,加上微电子、微加工技术和自动化、智能化技术的迅速发展,使得气体传感器体积变小、价格低廉、使用方便。气体传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端、环境监测等领域的应用突飞猛进,大幅扩展了应用空间,需求量也发生数量级的改变。

01

半导体式气体传感器

半导体气体传感器工作原理.png

半导体气体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电阻值发生变化而制成的。

半导体气体传感器是最常见的气体传感器,广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测装置,适用于甲烷、液化气、氢气等的检测。

优点:结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。

不足:测量线性、范围较小,受背景气体干扰较大,易受环境温度影响等。


02

固体电解质气体传感器


固体电解质气体传感器工作原理.png

固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子,从而形成电动势,测量电动势从而测量气体浓度。

几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用。

优点:良好的灵敏度和选择度、受温湿度变化的影响小、稳定性高

不足:响应时间长。


03

催化燃烧式气体传感器


催化燃烧式气体传感器工作原理.png

催化燃烧式气体传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和参考元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。

优点:输出信号行线性好,指标可靠,价格低廉、不会与其他气体发生交叉感染。

不足:在可燃气体范围内,没有选择性。黑暗环境中有起火和爆炸的危险。


04

电化学气体传感器

电化学气体传感器工作原理.png


电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流,得出对象气体浓度的探测器。

气体通过多孔膜背面扩散入传感器的工作电极,在此气体被氧化或还原,这种电化学反应引起流经外部线路的电流。除测量外,还要放大和进行其它信号加工;外线路维持经过传感器的电压和一个二电极反向参考传感器的电压。在反向电极产生一相反的反应。这样,如工作电极是氧化,则相反电极就是还原。

优点:体积小、功耗小、线性和重复性较好,寿命较长。

不足:易受感染,灵敏度受温度变化影响较大。


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PID气体传感器