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半导体气体传感器与电化学气体传感器概述
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半导体气体传感器应用广泛,使用方便,广泛应用于家用气体检测、礼品、智能家电等领域,是目前气体传感器中应用最广泛的品种。电化学气体传感器非常适合低浓度有毒气体的检测,以及氧气、酒精等无毒气体的检测,主要用于各种工业和道路交通安全检测领域。

1、半导体气体传感器

自1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来,半导体气体传感器已成为最常用、最实用的气体传感器,根据其气敏机制可分为电阻和非电阻。

电阻半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器,是由金属氧化物膜制成的阻抗器件,其电阻随气体含量而变化。它具有成本低、制造简单、灵敏度高、响应速度快、使用寿命长、湿度敏感度低、电路简单等优点。缺点是必须在高温下工作,气味或气体选择性差,元件参数分散,稳定性不理想,功率要求高。

非电阻半导体气体传感器是二极管和场效应管半导体气体传感器。其工作电流或电压随气体含量而变化,主要检测氢气、天然气等可燃气体。其中,气体传感器的工作原理是挥发性有机化合物(VOC)与催化金属(如纽扣)接触发生反应,反应产物扩散到气体传感器的格栅极,改变了设备的性能。通过分析设备性能的变化来识别VOC。灵敏度和选择性可以通过改变催化金属的化灵敏度和选择性,改变工作温度。

2、电化学气体传感器

电化学气体传感器可分为四种类型:原电池型、可控电位电解型、电源型和离子电极型。原电池气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数。市场上几乎所有检测缺氧的仪器都配备了这种传感器。近年来,开发了一种检测酸性气体和毒性气体的原电池传感器。可控电位电解传感器通过测量电解过程中流过的电流来检测气体的体积分数。与原电池型不同,除了检测外,外部还需要施加特定的电压CO,NO,N02,02,S除了02和其他气体外,还可以检测血液中的氧体积分数。电气体传感器通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极气体传感器出现得更早,通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数。电化学气体传感器的主要优点是检测气体灵敏度高,选择性好。

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