在一定的温度条件下,被测气体到达半导体敏感材料表面时将与其表面吸附的氧发生化学反应,并导致半导体敏感材料电阻发生变化,其电阻变化率与被测气体浓度呈指数关系,通过测量电阻的变化即可测得气体浓度。
单支半导体气体传感器通过选择性催化、物理或化学分离等方式在已知环境中可以实现对气体的有限识别。大规模半导体气体传感器阵列可以实现对未知环境中气体种类的精确识别。
半导体气体传感器注意事项
锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后,渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法,在电子工业中应用广泛。但电化学气体传感器安装时不能使用锡焊。
电化学气体传感器内部的加热丝在高温环境中,表面会形成保护性氧化膜,氧化膜存在一段时间后又会发生老化,形成不断生成和被破坏的循环过程,加热丝内部元素不断消耗,非常容易产生断丝。
气体检测仪可检测硫化氢,一氧化碳,氧气,二氧化硫,磷化氢,氨气,二氧化氮,氰化氢,氯气,二氧化氯,臭氧和可燃气体等多种气体,广泛应用在石化、煤炭、冶金、化工、市政燃气、环境监测等多种场所现场检测。 可以实现特殊场合测量需要;可对坑道、管道、罐体、密闭空间等进行气体浓度探测或泄漏探测。传感器通常由三个电极构成,其中最主要的是工作电极。它通常是用一种具有催化活性的金属,例如:铂,将其喷镀在一种透气但是憎水的膜上做成。被测量的气体扩散透过多孔的膜在其上进行氧化或还原反应。其反应的性质以工作电极的热力学电位和分析气体的(氧化还原)性质而定。氧化还原反应中参加反应的电子,流向(还原)或流出(氧化)工作电极,通过外电路成为传感器的输出信号。为了氧化还原反应得以进行,工作电极的热力学电位是一个极为重要的因素。参考电极则是为了提供电解中的工作电极具有一种稳定的电位而设。参考电极通常需要保护,使之不暴露在样气中,这样参考电极的热力学电位就总是具有同一数值保持稳定。此外,参考电极不允许有电流需要的第二电极,它的作用主要是允许电子进入或流出传感器内部。
控制工作电极电位和将信号电流转换为电压信号的电路称之恒电位电路(或恒电位器)。工作电极的工作信号需经运放U2转换为电压信号。电路同时保持工作电极的电压使之处于其偏压Vbias之值。参考电极电位与一个经过仔细选择的稳定的输入电压Vbias比较后,线路中运放U1在对电极产生一电压信号,其大小正好是产生一个与工作电极电流相等相反的电流信号。同时恒电位电路使工作电极与参考电极之间保持一恒定的电位差(电压)。
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