气敏传感器是一种检测特定气体的传感器,是一种基于声表面波器件波速和频率随外界环境的变化而发生漂移的原理制作而成的一种新型的传感器。由于气体种类繁多,性质各不相同,不可能用一种传感器检测所有类别的气体,因此, 能实现气-电转换的传感器种类很多,它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R11、R12)的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。
气敏传感器
声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用,或者是物理吸附),使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,引起压电晶体的声表面波频率发生漂移;气体浓度不同,膜层质量和导电率变化程度亦不同,即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。
气敏传感器的性能要求
对被测气体具有较高的灵敏度
对被测气体以外的共存气体或物质不敏感
性能稳定,重复性好
动态特性好,对检测信号响应迅速
使用寿命长
制造成本低,使用与维护方便等
气敏传感器
半导体式:若气体接触到加热的金属 氧化物(SnO2 、Fe2O3 、ZnO2 等), 电阻值会增大或减小
接触燃烧式:可燃性气体接触到氧气就会 燃烧,使得作为气敏材料的铂 丝温度升高,电阻值相应增大
化学反应式:利用化学溶剂与气体反应产生 的电流、颜色、电导率的增加 等
光干涉式:利用与空气的折射率不同而产 生的干涉现象
热传导式:根据热传导率差而放热的发热 元件的温度降低进行检测
红外线吸收散射式:由于红外线照射气体分子谐振 而吸收或散射量进行检测