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【煒盛系列專講一】半導(dǎo)體傳感器基本概述
閱讀:41發(fā)布時(shí)間:2025-5-25
1.簡介
半導(dǎo)體式氣體傳感器屬于化學(xué)類傳感器中的一種,其敏感體主要是由半導(dǎo)體材料制成的,其中應(yīng)用更為廣泛的半導(dǎo)體材料不是常見的硅、鍺半導(dǎo)體,而是金屬氧化物半導(dǎo)體,在氣體傳感器領(lǐng)域中應(yīng)用更多的金屬氧化物是SnO2,ZnO,F(xiàn)e2O3,WO3等
2.原理
就是在一定條件(溫度)下,在被測氣體到達(dá)半導(dǎo)體材料表面并與吸附在半導(dǎo)體材料表面的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中伴隨電荷轉(zhuǎn)移,進(jìn)一步引起半導(dǎo)體電阻的變化,通過測量半導(dǎo)體電阻的變化就可以實(shí)現(xiàn)對氣體的檢測。
3.分類(以我公司傳感器為基礎(chǔ))
(1)按照傳感器所使用的敏感材料的差異可分為:SnO2類,ZnO類、 Fe2O3類等。因?yàn)閾筋惙倍?,此分類不?zhǔn)確;
(2)按傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異可分為旁熱式(瓷管型)、直熱式(球珠狀)、平面式(片式結(jié)構(gòu))被測氣體在半導(dǎo)體表面與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)通常需要一定的溫度,要獲得所需要的溫度就必須通過加熱器給傳感器通電加熱。當(dāng)加熱器與半導(dǎo)體材料為隔離狀態(tài)時(shí),這一類結(jié)構(gòu)的傳感器就是旁熱式氣體傳感器;當(dāng)加熱器與半導(dǎo)體材料直接接觸時(shí),這一類結(jié)構(gòu)的傳感器即為直熱式氣體傳感器;平面式屬于旁熱式中的一種,因其片式結(jié)構(gòu)也稱片式元件,印刷技術(shù)在該類傳感器上的應(yīng)用更能提高傳感器的機(jī)械化程度。
4.應(yīng)用
因其技術(shù)成熟、價(jià)格低廉、壽命長、穩(wěn)定性好,廣泛應(yīng)用于家庭、工業(yè)用氣體泄漏報(bào)警器(MQ-4、MP-4等燃?xì)忸悾⒂卸練怏w檢測(如檢測CO的MQ-7B)、環(huán)境及大氣污染檢測(MP503、MP901等)、煙霧檢測(MQ-2)以及車載燃?xì)鈾z測(MP-4)、特氣檢測(如O3檢測MQ131),另外還應(yīng)用于便攜式氣體檢測器(如呼出酒精檢測MP-3、MQ303等),其他方面應(yīng)用可詳見煒盛相關(guān)型號規(guī)格書
5.應(yīng)用中注意事項(xiàng)
①傳感器要避免暴露于可揮發(fā)性硅化合物氣氛中(可揮發(fā)性硅化合物包括硅粘接劑、發(fā)膠、硅橡膠、膩?zhàn)踊蚱渌嬖诳蓳]發(fā)性硅化合物)。原因?yàn)閭鞲衅鞯谋砻嫖焦杌衔锖?,傳感器的敏感材料會被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹,抑制傳感器的敏感性,并且不可恢?fù)。
②應(yīng)避免處于高腐蝕性的環(huán)境,避免受到堿、堿金屬鹽、鹵素的污染
③避免敏感材料接觸到水
④保證加熱電壓滿足傳感器技術(shù)要求,不能過高或過低,因?yàn)闇囟扔绊懼雽?dǎo)體傳感器的敏感材料對測試氣體的敏感程度(技術(shù)要求見相關(guān)規(guī)格書)
⑤盡可能避免處于高濃度氣氛中,應(yīng)避免用打火機(jī)氣直接噴向傳感器,因?yàn)檫@種操作會對傳感器造成極大損害,并難于恢復(fù)
⑥傳感器長期未使用(儲存),再次使用前要進(jìn)行充分老化,一般不少于48小時(shí),根據(jù)儲存時(shí)間長短來加長老化時(shí)間(詳見相關(guān)規(guī)格書),因?yàn)槔匣^程就是清洗傳感器的過程.
⑦禁止傳感器受到劇烈震動,如1米以上高空跌落,高速下的撞擊等
⑧使用的負(fù)載電阻與廠家提供的負(fù)載大小要相同,這樣才能保證測試出的參數(shù)和廠家提供的參數(shù)范圍相同
⑨測試傳感器時(shí)所用氣體一定要是空氣平衡,因?yàn)闅怏w中的氧氣影響著傳感器電阻的變化
⑩影響傳感器的因素見“影響傳感器讀數(shù)的因素”及煒盛相關(guān)規(guī)格書等資料
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