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淺析氣體傳感器的工作原理

閱讀：1540 發(fā)布時間：2019-11-26

　　空氣污染近年來成為困擾人們生活的一大重要問題。空氣質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響著生活質(zhì)量和工作效率，由此催生人們對于空氣質(zhì)量檢測的需求持續(xù)高漲。另外，根據(jù)發(fā)布的中國制造2025產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，我國的傳統(tǒng)工業(yè)在未來幾年內(nèi)將面臨著一場信息化與自動化的產(chǎn)業(yè)大升級，而氣體傳感器在這一過程中無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的成長，必然不斷會有新的氣體傳感器市場出現(xiàn)。可以說，氣體傳感器在工業(yè)和消費(fèi)兩大市場都已經(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)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器，當(dāng)氣體傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，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應(yīng)的輸出信號。對丙烷、丁烷、液化石油氣的靈敏度高，對天然氣也有較好的靈敏度。這種氣體傳感器可檢測多種可燃性氣體，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，在恒流源作用下，有電流流過電橋四個臂。無可燃?xì)怏w時，電橋輸出平衡;有可燃?xì)怏w時，可燃?xì)怏w與氧氣在測量元件表面進(jìn)行無焰燃燒，放出熱量被元件吸收引起元件溫度升高，使鉑絲電阻增大，這樣就破壞原來電橋平衡，輸出一個與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號，然后將此信號送入放大電路放大，軟件校準(zhǔn)后計(jì)算電壓，并通過電壓比較器與預(yù)設(shè)值比較，然后判斷是否報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對可燃?xì)怏w濃度的監(jiān)測。

　　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)來檢測甲烷濃度的。元件在工作過程中的熱力學(xué)關(guān)系決定了它的工作特性，工作時元件置于檢測氣室中，通工作電流，對于補(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。

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