入这种气氛中器件表面将产生吸附作用器件的阻值将随气体浓度而变化从浓度与阻值的变化关系即可得知气体的浓度见图4)。
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f31半导体气敏传感器工作原理
Ф
图3N型半导体吸附气体时的器件阻值变化8
f31半导体气敏传感器工作原理
从图中可以看出,元件对不同气体的敏感程度不同,如对乙醚、乙醇、氢气等具有较高的灵敏度,而对甲烷的灵敏度较低。一般随气体的浓度增加,元件阻值明显增大,在一定范围内呈线性关系。
图4
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f32接触燃烧式气敏传感器工作原理
接触燃烧式气敏传感器的检测元件是在铂丝线圈Ф005)上包以氧化铝和粘合剂形成球状经烧结而成其外表敷有铂、钯等稀有金属的催化层其结构如图5所示。对铂丝线圈通以电流使检测元件保持高温300400℃此时若与可燃性气体接触可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧因此铂丝线圈的温度就会上升铂丝线圈的电阻值也上升。测量铂丝电阻变化的大小就可以知道可燃性气体的浓度。
图5接触燃烧气敏传感器的结构
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f32接触燃烧式气敏传感器工作原理
在实际应用中常采用电桥测量电路如图6所示。在电桥中接一个补偿器起到平衡电桥作用补偿器的结构与检测元件基本相同只是没有敷设催化层。当空气中有一定浓度可燃气体时传感器由于燃烧而阻值上升电桥失去平衡有电压输出起到检测作用。
图6电桥测量电路
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f33电化学气敏传感器工作原理
电化学气体传感器利用气敏电极或者气体扩散电极等构成一系列电池测量各种气体含量。其中气敏电极测量一些溶解在溶液中气体的含量或者用于环境监测如O2、CO2、SO2、NH3、HCN、HF等气体尤其是固体电解质气敏传感器能适应高温、高压等恶劣环境和高浓度的场合。这些气体传感器结构简单选择性好而且能快速响应便于自动测量和控制。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽戈尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质,而液体电解质又分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量;电流型采用极限电流原理,利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施,获得稳定的传质条件,产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。
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f33电化学气敏传感器工作原理
331恒定电位电解式传感器原理
如图7所示它是用透气性隔膜、工作电极、对电极、参照电极和电解质溶液组成的密封结构的合成树脂容器。电路的功能是加电压于传感器电解液中的两个电极使所测气体进行氧化或者还原测量气体电解时产生的电流然后推算出气体的浓r