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气体传感器

气体传感器的选择及应用

发布日期:2022-10-09 点击率:64

  气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。现在市面上有各种各样的气体传感器。应用也相当广泛。气体传感器在民用、工业、环境检测等方面都有着广泛的应用。

  1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。

  2、灵敏度的选择通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入的于扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

  3、响应特性(反应时间)。传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。

  4、线性范围。传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。

  在民用方面气体传感器的应用主要体现在厨房里检测天然气、液化石油气和城市煤气等民用燃气的泄漏,检测微波炉中食物烹调时产生的气体从而自动控制微波炉烹调食物;住房、大楼、会议室和公共娱乐场所用以坚持二氧化碳、烟雾、臭氧和难闻气体,并控制空气净化器或电风扇自动运转;高层建筑物用于检测火灾苗头并报警。目前,民用领域是半导体金属氧化物气体传感器的主要应用领域。这主要是因为半导体金属氧化物气体传感器的价格便宜,性能也能满足家庭报警器的要求。

  气体传感器在工业应用主要是应用在石化工业中检测二氧化碳、氮氧化合物、硫氧化物、氨气、硫化氢及氯气等有害气体;半导体和微电子工业检测有机溶剂和磷烷等剧毒气体;电力工业检测电力变压器油变质过程中产生的氢气;食品工业检测肉类等易腐败食物的新鲜度;汽车和窑炉工业检测废气中氧气,以控制燃烧,实现节能和环保双重目标;公路交通检测驾驶员呼气中乙醇气浓度,防止酒后开车,减少交通事故。

  环境检测当然也离不开气体传感器,比如应用传感器检测氮的氧化物、硫的氧化物、氯化氢等引起酸雨的气体;检测二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟里昂等温室效应气体;检测臭氧、氟里昂等破坏臭氧层的气体;检测氨气、硫化氢和气体难闻气体等。

  综上所述,气体传感器根据其不同的功能在民用、工业、环境检测都有很大的作用。未来经过对传感器的进一步改造,其应用的范围会越来越广泛。我们将在更多的场合见到气体传感器的应用。

  

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