淺析氣體傳感器的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù):1566 更新時(shí)間:2019-11-26
空氣污染近年來(lái)成為困擾人們生活的一大重要問(wèn)題。空氣質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響著生活質(zhì)量和工作效率,由此催生人們對(duì)于空氣質(zhì)量檢測(cè)的需求持續(xù)高漲。另外,根據(jù)發(fā)布的中國(guó)制造2025產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,我國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)在未來(lái)幾年內(nèi)將面臨著一場(chǎng)信息化與自動(dòng)化的產(chǎn)業(yè)大升級(jí),而
氣體傳感器在這一過(guò)程中無(wú)疑將扮演更加重要的角色。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)步,氣體傳感器也在向微型化、集成化、智能化的方向發(fā)展轉(zhuǎn)化,伴隨智慧家庭和智能穿戴等潛力市場(chǎng)的成長(zhǎng),必然不斷會(huì)有新的氣體傳感器市場(chǎng)出現(xiàn)。可以說(shuō),氣體傳感器在工業(yè)和消費(fèi)兩大市場(chǎng)都已經(jīng)做好了騰飛的準(zhǔn)備。
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器,當(dāng)氣體傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí),傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。對(duì)丙烷、丁烷、液化石油氣的靈敏度高,對(duì)天然氣也有較好的靈敏度。這種氣體傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體,是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。
氣體傳感器工作時(shí),在恒流源作用下,有電流流過(guò)電橋四個(gè)臂。無(wú)可燃?xì)怏w時(shí),電橋輸出平衡;有可燃?xì)怏w時(shí),可燃?xì)怏w與氧氣在測(cè)量元件表面進(jìn)行無(wú)焰燃燒,放出熱量被元件吸收引起元件溫度升高,使鉑絲電阻增大,這樣就破壞原來(lái)電橋平衡,輸出一個(gè)與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號(hào),然后將此信號(hào)送入放大電路放大,軟件校準(zhǔn)后計(jì)算電壓,并通過(guò)電壓比較器與預(yù)設(shè)值比較,然后判斷是否報(bào)警,實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃?xì)怏w濃度的監(jiān)測(cè)。
載體熱催化元件是利用甲烷與氧氣在元件表面反應(yīng)的熱效應(yīng)來(lái)檢測(cè)甲烷濃度的。元件在工作過(guò)程中的熱力學(xué)關(guān)系決定了它的工作特性,工作時(shí)元件置于檢測(cè)氣室中,通工作電流,對(duì)于補(bǔ)償元件由于工作電流加熱功率轉(zhuǎn)換后所獲得的熱量Q。